Два лазерных импульса усилили колебания кристалла без увеличения общей энергии
Разделив лазерное возбуждение на два точно согласованных по времени импульса, физики усилили колебания слоёв дителлурида вольфрама при той же общей поглощённой энергии. При одиночном импульсе амплитуда сначала росла, затем насыщалась и даже уменьшалась. Управление задержкой позволило преодолеть этот предел без простого увеличения мощности воздействия.
Исследовали WTe₂ — слоистый материал, в котором взаимное смещение соседних слоёв связано с сегнетоэлектрической поляризацией. Возбуждаемое скольжение происходило с частотой около 0,24 терагерца. Его динамику отслеживали по генерации второй оптической гармоники — сигналу, чувствительному к изменениям симметрии кристалла после воздействия света.
Расчёты из первых принципов объяснили необычное насыщение конкурирующими силами. При более сильном возбуждении электроны заселяли высокоэнергетические состояния, которые противодействовали нужному движению решётки. Два импульса с подходящей задержкой помогали избежать такого противодействия. Усиленные колебания также позволили проследить связь амплитуды с частотой и затуханием движения далеко от равновесия.
Пока метод показан для объёмного образца WTe₂ и не означает создания работающего сверхбыстрого переключателя. Авторы предлагают проверить его на двух- и трёхслойных структурах, где взаимодействие слоёв может отличаться. Применимость подхода к другим материалам остаётся перспективой, которую ещё предстоит подтвердить экспериментально.