近日，知名期刊《Advanced Science》在线发表了我院关于多铁材料中电子-声子相互作用研究的重要进展，论文题为“Strong Electron‐Phonon Coupling Mediates Carrier Transport in BiFeO₃”。武汉大学物理科学与技术学院博士后欧振伟和西安交通大学彭斌副教授为论文共同第一作者，王倜研究员、徐红星院士和西安交通大学的胡忠强教授为通讯作者，武汉大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。

电子-声子耦合是凝聚态体系中的基本相互作用之一，它对电阻、热输运、极化子和超导等各种物理现象中起着重要作用。因此，对电子-声子耦合的理解是凝聚态物理研究中无法忽视的基本过程。而近十几年来，具有低能耗、高存储密度、高读写速度特性的新一代电子功能器件的高速发展，也对器件的电子-声子相互作用的研究提出了迫切的需求。而具有强烈的电荷-自旋-晶格相互作用的多铁材料则是研究电子-声子耦合的理想平台。

在该工作中，通过瞬态吸收显微镜技术，对多铁材料BiFeO₃中光生载流子的输运进行时间和空间分辨的直接成像。实验表明，BiFeO₃的热载流子可以与声子进行耦合，从而在1 ps时间内产生弹道输运和甜甜圈形状的载流子空间分布，其弹道输运长度约为340 nm。此外，该工作通过测量声子的色散曲线和计算相结合，确认了与载流子耦合的声子模式为沿着[111]方向极化的纵向声学声子。该工作通过瞬态吸收显微镜技术和超快光谱学相结合，系统的研究了多铁材料的热载流子弛豫和输运的动力学过程，对后续基于多铁材料的电子功能器件的设计和优化具有重要的指导意义。该研究得到了国家重点研发计划的基金资助。

 文章链接：http://doi.org/10.1002/advs.202301057

（作者：王倜，编辑：袁娜，审核：张晨栋）