Фотоиндуцированная хиральность в нехиральном кристалле
Команда учёных из Гамбурга-Оксфорда сосредоточилась на антиферро-хиральных кристаллах, типе нехиральных кристаллов, напоминающих антиферромагнитные материалы, в которых магнитные моменты анти-выравниваются в шахматном порядке, что приводит к исчезающей чистой намагниченности. Антиферро-хиральный кристалл состоит из эквивалентных количеств лево- и правосторонних подструктур в элементарной ячейке, что делает его в целом нехиральным. Исследовательская группа под руководством Андреа Каваллери из Института структуры и динамики материи Общества Макса Планка использовала терагерцовый свет для повышения этого баланса в нехиральном материале фосфате бора (BPO₄), таким образом вызывая конечную хиральность в сверхбыстром масштабе времени. Исследование группы опубликовано в журнале Science.
Рис. Терагерцовый свет способен контролировать твердые тела на атомном уровне, формируя хиральные структуры левой и правой стороны. Автор: Чжиян Цзэн (MPSD).
В работе был использован механизм, называемый нелинейной фононикой. Возбуждая определенную колебательную моду терагерцовой частоты, которая смещает кристаллическую решетку вдоль координат других мод в материале, было создано хиральное состояние, которое сохраняется в течение нескольких пикосекунд. Примечательно, что, поворачивая поляризацию терагерцового света на 90 градусов, удалось выборочно индуцировать либо левую, либо правую хиральную структуру.
Это открытие открывает новые возможности для динамического управления материей на атомном уровне. Возможность вызывать хиральность в нехиральных материалах может привести к новым применениям в сверхбыстрых запоминающих устройствах и более сложных оптоэлектронных платформах.
