光物理学：ニオブ酸リチウム強誘電体ナノドメインのフェムト秒レーザー書き込み

ニオブ酸リチウム（LiNbO₃）は、光通信や量子フォトニックチップに有望な材料と考えられている。LiNbO₃ナノフォトニクスにおける最近の飛躍的進歩によって、高速電気光学変調器、周波数コム、広帯域分光計の開発が大幅に促進されている。しかし、光学応用、音響応用、エレクトロニクス応用における強誘電体ドメインエンジニアリングを目的とした従来の電気分極処理方法は、二次元空間とマイクロメートルスケール分解能に制限されている。今回我々は、LiNbO₃におけるナノスケール分解能での再構成可能な三次元強誘電体ドメインエンジニアリングのための、非相反近赤外レーザー書き込み法を実証する。今回提案する方法は、レーザー書き込みの方向に応じて、結晶中にドメイン構造を書き込んだり消去したりできるレーザー誘起電場に基づいている。この方法によって、LiNbO₃などの透明強誘電体結晶における制御可能なナノスケールドメインエンジニアリングへの経路が得られ、これは高効率周波数混合、高周波音響共振器、大容量不揮発性強誘電体メモリーに応用できる可能性がある。

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