非线性光学探测的离子传导中记忆的持久性

作者：

安德烈·波列塔耶夫,马蒂亚斯·霍夫曼,詹姆斯·道森,塞缪尔·泰特尔鲍姆,马里亚诺·特里戈,M. 赛义夫·伊斯兰 & 亚伦·林登伯格

摘要

预测凝聚相的实际传输速率有助于合理设计材料、设备和工艺。这对于开发可充电电池等低碳能源技术尤为重要。对于离子传导，集体机制，电导率随时间尺度的变化和坐月子，以及翻译语音起源的歧义，要求直接探测离子扩散的基本步骤：离子跳跃。然而，这种跳跃是罕见的大振幅平移，并且具有挑战性的激发和检测。在这里，我们使用单周期太赫兹泵来脉冲触发电池固体电解质中的离子跳跃。这通过诱导瞬态双折射可视化，能够在皮秒时间尺度上直接探测离子跳跃中的各向异性。瞬态信号的松弛测量了定向记忆的衰减，以及扩散中熵的产生。我们使用计算机瞬态双折射来扩展实验结果，以识别离子跳跃的振动尝试频率。使用非线性光学方法，我们探测了离子传输的最快极限，将相关的传导机制与原子尺度上的真实随机游走区分开来，并证明了活化传输与信息热力学之间的联系。