Mesoscopic fluctuating domains in strontium titanate

Autor: Benoît Fauqué, Philippe Bourges, Alaska Subedi, Kamran Behnia, Benoît Baptiste, Bertrand Roessli, Tom Fennell, Stéphane Raymond, Paul Steffens
Přispěvatelé: Jeunes Équipes de l'Institut de Physique du Collège de France (JEIPCdF), Collège de France (CdF (institution))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LLB - Nouvelles frontières dans les matériaux quantiques (NFMQ), Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Physique Théorique [Palaiseau] (CPHT), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) (LPEM), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paul Scherrer Institute (PSI), Laboratory for Neutron Scattering and Imaging [Paul Scherrer Institute] (LNS), Magnétisme et Diffusion Neutronique (MDN ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Laue-Langevin (ILL), ANR-19-CE30-0014,CP-Insulators,Localisation à N corps dans les isolants à paires de Cooper(2019), ANR-18-CE92-0020,IFAS,Interaction entre ferroélctricité et la supraconductivité(2018)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Physical Review B
Physical Review B, 2022, 106 (14), pp.L140301. ⟨10.1103/PhysRevB.106.L140301⟩
ISSN: 2469-9950
2469-9969
Popis: International audience; Spatial correlations between atoms can generate a depletion in the energy dispersion of acoustic phonons. Two well-known examples are rotons in superfluid helium and the Kohn anomaly in metals. Here we report on the observation of a large softening of the transverse acoustic mode in quantum paraelectric SrTiO3 by means of inelastic neutron scattering. In contrast to other known cases, this softening occurs at a tiny wave vector implying spatial correlation extending over a distance as long as 40 lattice parameters. We attribute this to the formation of mesoscopic fluctuating domains due to the coupling between local strain and ferroelectric fluctuations. Thus, a hallmark of the ground state of insulating SrTiO3 is the emergence of hybridized optical-acoustic phonons. Mesoscopic fluctuating domains may play a role in quantum tunneling, which impedes the emergence of a finite macroscopic polarization.
Databáze: OpenAIRE
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