低于绝对零度的量子冷却
与家族中的其他钙钛矿类似,SrTiO3随着温度降低会表现出铁电模式的显著软化,这种行为通常预示着铁电相变的开始。然而,由于海森堡量子不确定性原理阻止原子在铁电极化极小值处定位(这是一道看似无法逾越的量子极限),该材料直至0K仍保持顺电性。该工作表明,在中红外共振脉冲诱导的强非平衡态下,量子涨落可以被抑制,从而将材料有效冷却至低于0K基态的温度,实现了SrTiO3中原本不可能发生的铁电相变。这种区别于传统基态的亚稳态的出现,首次证明了如何利用脉冲光杠杆调控量子涨落,从根本上改变量子体系的自由能景观。研究人员预测了诱导非平衡态可能长存甚至永久保持的条件与系统参数。通过基于第一性原理机器学习势能面的定量描述,该研究团队解释了近期实验中观察到的该材料光致铁电相变现象。
