有機電子型強誘電体のナノ分極を瞬時に増強
ペタヘルツ応答への可能性を開拓

発表のポイント

• 赤外光を照射した瞬間(十兆分の一秒程度)に、ナノ分極（ナノサイズの微小な分極領域）が増強することを発見した。
• この発見は、テラヘルツ分光技術を駆使したナノ分極の検出法を発見したことにより可能になった。
• さらなる超高周波（ペタヘルツ）(5G周波数より十万倍以上も高速)の電気デバイスの動作原理となる可能性が期待できる。

概要

高速通信の需要が高まる中、現在のギガ（十億）ヘルツ駆動エレクトロニクスをはるかに超えるペタ（千兆）ヘルツの電子操作技術の開拓が期待されています。そのような超高周波の電子応答を可能にする量子物質（電子の量子多体効果によって電気伝導性や磁気的性質が決まる物質）の研究が世界中で進む中、電子型強誘電体は、誘電体メモリの材料として注目されています。東北大学大学院理学研究科の岩井伸一郎教授、伊藤弘毅助教らのグループは、有機電子型強誘電体において、物質中のナノ分極がフェムト秒光パルスによって増強する現象を発見しました。この現象は、原理的には、ペタヘルツ応答にも追随でき、今後、アト秒スケール（5G周波数より十万倍以上も高速）の電子操作に応用することも期待できます。

この成果は米国科学雑誌「Physical Review Research (Letter)」に2021年8月13日にオンライン掲載されました。

ナノ分極が光で増強される模式図

論文情報
雑誌名：「Physical Review Research」
論文タイトル：Charge correlations and their photoinduced dynamics in charge-ordered organic ferroelectrics
著者： Hirotake Itoh, Hirokazu Obatake, Rina Fujiwara, Yohei Kawakami, Kaoru Yamamoto, Martin Dressel, and Shinichiro Iwai
DOI番号：10.1103/PhysRevResearch.3.L032043

リンク
プレスリリース (東北大学Webサイト)