近日，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）医工所影像中心钟高阔副研究员团队在材料领域期刊Advanced Science发表题为Probing Ultrafast Dynamics of Ferroelectrics by Time-Resolved Pump-Probe Spectroscopy（利用时间分辨泵浦-探测技术研究铁电体的超快动力学）的综述论文。该综述全面评述了超快泵浦-探测技术，介绍了铁电材料极化、晶格、自旋、电子之间的耦合及其动力学探测，并对超快泵浦-探测技术在铁电材料中的应用进行了展望。团队成员张园博士为论文第一作者，深圳先进院钟高阔副研究员和南方科技大学李江宇教授为共同通讯作者。 

　　铁电材料因具有可存储、易操控、易集成等优点在微纳器件中具有广阔的应用前景，其器件运行速度和寿命等关键指标均取决于铁电材料内部极化、晶格、电子等自由度的超快动力学过程，基于超快激光的泵浦-探测技术具有飞秒以上的时间分辨，在铁电体动力学过程的实时追踪中游刃有余，受到国内外学者的广泛关注。 

　　研究团队前期结合光学探测技术研究了有复杂畴结构的铁电薄膜（npj Comput Mater 4: 39 (2018) ）、具有新型数据读写方式的多铁异质结（ACS nano, 2018，12(9), 9558-9567）、大面积单相多铁性薄膜（Natl. Sci. Rev. 2020, 7(1), 84-91）、新形态的柔性自支撑磁性薄膜（Adv. Funct. Mater., 2020, 30(31), 2003495）和全无机的新型柔性铁电场效应晶体管（Adv. Funct. Mater., 2020, 30(1), 1906131.）。 

　　在本综述中，首先介绍了超快泵浦-探测技术的原理和分类，并进一步讨论了超快泵浦-探测技术在铁电材料极化、晶格、自旋、电子等多自由度及其耦合过程的动力学探测，总结并阐述了超快泵浦-探测技术在铁电材料中的应用前景，尤其是新型器件中的超快多功能控制。该综述对推动下一代多功能超快器件的迅速发展具有指导意义。 

　　该研究得到了国家自然科学基金、深圳市科技创新委员会等基金的支持。 

　　原子、分子、纳米等超快动力学的时间尺度