In complex oxides, the electrons under the influence of competing energetics are the cornerstone of coexistence (or phase-separation) of two or more electronic/magnetic phases in same structural configuration. Probing of growth and evolution of such phase-coexistence state is crucial to determine the correct mechanism of related phase-transition. Here, we demonstrate the combination of terahertz (THz) time-domain spectroscopy and DC transport as a novel strategy to probe the electronic phase-coexistence. This is demonstrated in disorder controlled phase-separated rare-earth nickelate thin films which exhibit metal-insulator transition in dc conductivity at around 180 K but lack this transition in terahertz (THz) dynamics conductivity down to low temperature. Such pronounced disparity exploits two extreme attributes: i) enormous sensitivity of THz radiation to a spatial range of its wavelength-compatible electronic inhomogeneities and ii) insensitivity to a range beyond the size of its wavelength. This feature is generic in nature (sans a photo-induced effect), depends solely on the size of insulating/metallic clusters and formulates a methodology with unique sensitivity to investigate electronic phase-coexistence and phase transition of any material system.
Probing and controlling terahertz-driven structural dynamics with surface sensitivity
强烈的单周期太赫兹（THz）脉冲为在超快时间尺度上理解和控制材料的性质提供了一种有前途的方法。特别地，共振激发声子导致更好地理解它们如何耦合到材料中的其他自由度（例如，铁电性、导电性和磁性），同时能够相干控制晶格振动和与它们相关的对称性变化。然而，在原子尺度上观察由此产生的结构变化的超快方法对于研究声子动力学是必不可少的。一种简单的方法是光学二次谐波产生（SHG），这是一种对材料本体以及表面和界面的晶体对称性具有显着敏感性的技术。这使得SHG成为探测拓扑绝缘体（TI）中声子动力学的理想方法，TI是具有独特表面输运性质的材料。在这里，我们共振激发极性声子模式的规范TI Bi $_2$ Se $_3$与强烈的太赫兹脉冲和探测随后的响应与SHG。这使我们能够分离的光致晶格动力学在表面的瞬态反转对称性破缺的散装。此外，我们通过改变一对驱动太赫兹脉冲之间的时间延迟来相干控制声子振荡。因此，我们的工作展示了一种多功能的桌面工具，用于探测和控制材料中的超快声子动力学，特别是在表面和界面处，例如TI和磁性材料之间的界面，预测存在奇异的新物质状态。
Probing phase coexistence and stabilization of the spin-ordered ferrimagnetic state by Calcium addition in the YBa_{1-x}Ca_{x}Co_{2}O_{5.5} layered cobaltites using neutron diffraction
Ultrafast Terahertz and Optical Spectroscopy under Synergetic Extreme Conditions
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Tsung-Dao Lee Institute, Department of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院紫江研究院）；International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料科学中心）
Time-resolved collapse and revival of the Kondo state near a quantum phase transition
多体物理学最成功的范例之一是准粒子的概念：强相互作用物质中的激发行为就像自由空间中的弱相互作用粒子。金属中的准粒子是非常坚固的物体。然而，当一个系统的基态在量子临界点（QCP）发生质变时，准粒子可能会分裂并让位于一种奇异的量子流体态。这种崩溃的性质是激烈的争论，因为涌现的量子流体在高温下控制着材料的性质，甚至可能与某些化合物中超导性的发生有关。在这里，我们跟踪CeCu $_{6-x}$ Au $_{x}$中的重费米子准粒子的动力学，并在多体计算的支持下，在时间分辨实验中监测它们向QCP的演化。太赫兹脉冲破坏了多体重费米子态。在延迟的相位相干太赫兹反射的发射下，重费米子状态恢复，相干时间比通常与相关金属相关的时间长100倍。准粒子的重量崩溃的QCP，但其形成温度保持不变-现象被认为是相互排斥的。在同一个实验中的共存要求我们对量子临界性的看法进行修正。
Evolution of terahertz third harmonic response across rare-earth nickelate phase-diagram
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫赫尔姆霍兹中心）；Institute of Solid State and Materials Physics, TUD Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学固相与材料物理研究所）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education Research Bhopal（博帕尔印度科学教育与研究大学物理系）；Institut für Theoretische Physik, Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学理论物理研究所）
Selective coupling of coherent phonons to intertwined charge-orbital and magnetic orders in doped manganites
Paul Scherrer Institute（保罗谢勒研究所）；University of Fribourg（弗里堡大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（柏林亥姆霍兹材料与能源中心有限公司）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Lanzhou University（兰州大学）
