journal article·2014-07-01Open access

Dynamics and Control in Complex Transition Metal Oxides

J. Zhang, R.D. Averitt

Abstract

Advances in the synthesis, growth, and characterization of complex transition metal oxides coupled with new experimental techniques in ultrafast optical spectroscopy have ushered in an exciting era of dynamics and control in these materials. Experiments utilizing femtosecond optical pulses can initiate and probe dynamics of the spin, lattice, orbital, and charge degrees of freedom. Major goals include (a) determining how interaction and competition between the relevant degrees of freedom determine macroscopic functionality in transition metal oxides (TMOs) and (b) searching for hidden phases in TMOs by controlling dynamic trajectories in a complex and pliable energy landscape. Advances in creating intense pulses from the far-IR spectrum through the visible spectrum enable mode-selective excitation to facilitate exploration of these possibilities. This review covers recent developments in this emerging field and presents examples that include the cuprates, manganites, and vanadates.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Electronic and Structural Properties of Oxides · Advanced Condensed Matter Physics · Magnetic and transport properties of perovskites and related materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Physics, Boston University, Boston, Massachusetts 02215;

Department of Physics, University of California, San Diego, La Jolla, California 92093;

References (100+)

Show source-provided references
1. Dagotto E. · 2002
2. 10.1126/science.110755910.1126/science.1107559 ↗
3. 10.1103/RevModPhys.70.103910.1103/RevModPhys.70.1039 ↗
4. 10.1038/nmat322510.1038/nmat3225 ↗
5. 10.1557/mrs.2012.4910.1557/mrs.2012.49 ↗
6. 10.1007/978-3-662-04011-910.1007/978-3-662-04011-9 ↗
7. 10.1103/PhysRevLett.108.13680110.1103/PhysRevLett.108.136801 ↗
8. 10.1103/RevModPhys.83.47110.1103/RevModPhys.83.471 ↗
9. 10.1017/CBO978051160616810.1017/CBO9780511606168 ↗
10. 10.1126/science.119729410.1126/science.1197294 ↗
11. 10.1038/nature0611910.1038/nature06119 ↗
12. 10.1103/PhysRevLett.95.06740510.1103/PhysRevLett.95.067405 ↗
13. 10.1103/PhysRevLett.99.11640110.1103/PhysRevLett.99.116401 ↗
14. 10.1103/PhysRevB.83.19512010.1103/PhysRevB.83.195120 ↗
15. 10.1103/PhysRevLett.99.22640110.1103/PhysRevLett.99.226401 ↗
16. 10.1103/PhysRevLett.107.06640310.1103/PhysRevLett.107.066403 ↗
17. 10.1038/nature1123110.1038/nature11231 ↗
18. 10.1063/PT.3.171710.1063/PT.3.1717 ↗
19. 10.1103/RevModPhys.83.86310.1103/RevModPhys.83.863 ↗
20. 10.1007/978-94-011-4106-210.1007/978-94-011-4106-2 ↗
21. Chaikin PM · 2000
22. 10.1146/annurev-matsci-062910-10034710.1146/annurev-matsci-062910-100347 ↗
23. 10.1038/nature1172010.1038/nature11720 ↗
24. 10.1038/nature1156710.1038/nature11567 ↗
25. 10.1038/nature0504110.1038/nature05041 ↗
26. 10.1103/PhysRevLett.110.12740410.1103/PhysRevLett.110.127404 ↗
27. 10.1103/PhysRevLett.110.03760110.1103/PhysRevLett.110.037601 ↗
28. 10.1126/science.108200110.1126/science.1082001 ↗
29. 10.1038/ncomms183710.1038/ncomms1837 ↗
30. 10.1038/nmat292910.1038/nmat2929 ↗
31. 10.1126/science.114772410.1126/science.1147724 ↗
32. 10.1126/science.113883410.1126/science.1138834 ↗
33. 10.1038/nature0953910.1038/nature09539 ↗
34. 10.1126/science.119841510.1126/science.1198415 ↗
35. 10.1038/nature0982910.1038/nature09829 ↗
36. 10.1103/PhysRevLett.99.19700110.1103/PhysRevLett.99.197001 ↗
37. 10.1088/0953-8984/14/50/20310.1088/0953-8984/14/50/203 ↗
38. 10.1143/JPSJ.75.01100610.1143/JPSJ.75.011006 ↗
39. 10.1038/nphoton.2013.18410.1038/nphoton.2013.184 ↗
40. 10.1002/lpor.20100001110.1002/lpor.201000011 ↗
41. 10.1088/0022-3727/44/8/08300110.1088/0022-3727/44/8/083001 ↗
42. 10.1103/RevModPhys.77.72110.1103/RevModPhys.77.721 ↗
43. 10.1007/978-1-4020-3463-3_710.1007/978-1-4020-3463-3_7 ↗
44. 10.1103/PhysRevLett.103.09740210.1103/PhysRevLett.103.097402 ↗
45. 10.1007/978-3-662-03770-610.1007/978-3-662-03770-6 ↗
46. 10.1038/3510452210.1038/35104522 ↗
47. 10.1103/PhysRevLett.59.146010.1103/PhysRevLett.59.1460 ↗
48. 10.1103/PhysRevB.50.1533710.1103/PhysRevB.50.15337 ↗
49. 10.1103/PhysRevLett.64.217210.1103/PhysRevLett.64.2172 ↗
50. 10.1103/PhysRevB.51.1143310.1103/PhysRevB.51.11433 ↗
51. 10.1103/PhysRevLett.76.425010.1103/PhysRevLett.76.4250 ↗
52. 10.1038/nature0356410.1038/nature03564 ↗
53. 10.1038/nature0167610.1038/nature01676 ↗
54. 10.1103/PhysRevLett.101.24640110.1103/PhysRevLett.101.246401 ↗
55. 10.1103/PhysRevB.45.76810.1103/PhysRevB.45.768 ↗
56. 10.1103/PhysRevLett.53.98910.1103/PhysRevLett.53.989 ↗
57. 10.1103/PhysRevB.34.412910.1103/PhysRevB.34.4129 ↗
58. 10.1134/1.135468210.1134/1.1354682 ↗
59. 10.1016/S0038-1098(96)00721-110.1016/S0038-1098(96)00721-1 ↗
60. 10.1103/PhysRevLett.83.80010.1103/PhysRevLett.83.800 ↗
61. 10.1103/PhysRevLett.91.02740110.1103/PhysRevLett.91.027401 ↗
62. 10.1103/PhysRevLett.95.11700510.1103/PhysRevLett.95.117005 ↗
63. 10.1103/PhysRevLett.110.21700210.1103/PhysRevLett.110.217002 ↗
64. 10.1103/PhysRevLett.58.168010.1103/PhysRevLett.58.1680 ↗
65. 10.1103/PhysRevLett.95.14700210.1103/PhysRevLett.95.147002 ↗
66. 10.1103/PhysRevLett.82.491810.1103/PhysRevLett.82.4918 ↗
67. 10.1126/science.108303810.1126/science.1083038 ↗
68. 10.1103/PhysRevLett.101.24570210.1103/PhysRevLett.101.245702 ↗
69. 10.1103/PhysRevLett.99.14700810.1103/PhysRevLett.99.147008 ↗
70. 10.1103/PhysRevB.71.13440310.1103/PhysRevB.71.134403 ↗
71. 10.1038/nmat197910.1038/nmat1979 ↗
72. 10.1103/PhysRevB.79.09430310.1103/PhysRevB.79.094303 ↗
73. 10.1038/nphys173810.1038/nphys1738 ↗
74. 10.1038/nphys176810.1038/nphys1768 ↗
75. 10.1103/PhysRevB.88.06050810.1103/PhysRevB.88.060508 ↗
76. 10.1038/nature1034510.1038/nature10345 ↗
77. 10.1126/science.122353210.1126/science.1223532 ↗
78. 10.1038/nphys245610.1038/nphys2456 ↗
79. 10.1002/pssb.20124847610.1002/pssb.201248476 ↗
80. 10.1080/0950034090354107210.1080/09500340903541072 ↗
81. 10.1038/nphys205510.1038/nphys2055 ↗
82. 10.1038/nphoton.2011.12410.1038/nphoton.2011.124 ↗
83. 83. Kaiser S, Nicoletti D, Hunt CR, Hu W, Gierz I, et al. 2012. Light-induced inhomogeneous superconductivity far aboveTcin YBa2Cu3O6+x. arXiv:1205.4661 [cond-mat.supr-con]
84. 84. Hu W, Gierz I, Nicoletti D, Kaiser S, Hunt CR, et al. 2013. Enhancement of superconductivity by redistribution of interlayer coupling in optically stimulated YBa2Cu3O6.5. arXiv:1308.3204 [cond-mat.supr-con]
85. 10.1063/1.273437410.1063/1.2734374 ↗
86. 10.1364/JOSAB.26.000A2910.1364/JOSAB.26.000A29 ↗
87. 10.1063/1.356006210.1063/1.3560062 ↗
88. 10.1038/ncomms159810.1038/ncomms1598 ↗
89. 10.1103/PhysRevB.79.16120110.1103/PhysRevB.79.161201 ↗
90. 10.1038/nphoton.2010.25910.1038/nphoton.2010.259 ↗
91. 10.1017/CBO978051178027110.1017/CBO9780511780271 ↗
92. 10.1103/PhysRevLett.108.09740110.1103/PhysRevLett.108.097401 ↗
93. 10.1103/PhysRevLett.109.18700210.1103/PhysRevLett.109.187002 ↗
94. 10.1103/PhysRevLett.111.05700210.1103/PhysRevLett.111.057002 ↗
95. 10.1063/1.479407710.1063/1.4794077 ↗
96. 10.1103/PhysRevLett.110.26700310.1103/PhysRevLett.110.267003 ↗
97. 10.1038/nmat358010.1038/nmat3580 ↗
98. 10.1038/nnano.2013.4310.1038/nnano.2013.43 ↗
99. 10.1002/adma.20080209410.1002/adma.200802094 ↗
100. 10.1021/jp984172i10.1021/jp984172i ↗