Using femtosecond laser pulses, coherent GHz acoustic phonons are efficiently photogenerated and photodetected in BiFeO3 (BFO) multiferroic single crystal. Due to the crystal lattice symmetry, longitudinal as well as two transverse acoustic modes are generated and detected, and the corresponding sound velocities are determined. This provides the opportunity to experimentally evaluate the elastic coefficients of the multiferroic compound BiFeO3 that have been estimated so far only through ab initio calculations. The knowledge of the elastic properties of BFO is highly desired for BFO integration in nanoelectronic devices. Moreover, our findings highlight also that BFO may be a good candidate for light-controlled coherent acoustic phonons sources.

1.
K.
Wang
,
J.-M.
Liu
, and
Z.
Ren
,
Adv. Phys.
58
,
321
(
2009
).
2.
G.
Catalan
and
J. F.
Scott
,
Adv. Mater.
21
,
2463
(
2009
).
3.
B.
Dupé
,
I. C.
Infante
,
G.
Geneste
,
P.-E.
Janolin
,
M.
Bibes
,
A.
Barthélémy
,
S.
Lisenkov
,
L.
Bellaiche
,
S.
Ravy
, and
B.
Dkhil
,
Phys. Rev. B
81
,
144128
(
2010
).
4.
B.
Dupé
,
S.
Prosandeev
,
G.
Geneste
,
B.
Dkhil
, and
L.
Bellaiche
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
237601
(
2011
).
5.
I. C.
Infante
,
S.
Lisenkov
,
B.
Dupé
,
M.
Bibes
,
S.
Fusil
,
E.
Jacquet
,
G.
Geneste
,
S.
Petit
,
A.
Courtial
,
J.
Juraszek
,
L.
Bellaiche
,
A.
Barthélémy
, and
B.
Dkhil
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
057601
(
2010
).
6.
I. C.
Infante
,
J.
Juraszek
,
S.
Fusil
,
B.
Dupé
,
P.
Gemeiner
,
O.
Dieguez
,
F.
Pailloux
,
S.
Jouen
,
E.
Jacquet
,
G.
Geneste
,
J.
Pacaud
,
J.
Iniguez
,
L.
Bellaiche
,
A.
Barthélémy
,
B.
Dkhil
, and
M.
Bibes
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
237601
(
2011
).
7.
R. J.
Zeches
,
M. D.
Rossell
,
J. X.
Zhang
,
A. J.
Hatt
,
Q.
He
,
C.-H.
Yang
,
A.
Kumar
,
C. H.
Wang
,
A.
Melville
,
C.
Adamo
,
G.
Sheng
,
Y.-H.
Chu
,
J. F.
Ihlefeld
,
R.
Erni
,
C.
Ederer
,
V.
Gopalan
,
L. Q.
Chen
,
D. G.
Schlom
,
N. A.
Spaldin
,
L. W.
Martin
, and
R.
Ramesh
,
Science
326
,
977
(
2009
).
8.
M.
Guennou
,
P.
Bouvier
,
G. S.
Chen
,
B.
Dkhil
,
R.
Haumont
,
G.
Garbarino
, and
J.
Kreisel
,
Phys. Rev. B
84
,
174107
(
2011
).
9.
T.
Choi
,
S.
Lee
,
Y. J.
Choi
,
V.
Kiryukhin
, and
S.-W.
Cheong
,
Science
324
,
63
(
2009
).
10.
S. Y.
Yang
,
L. W.
Martin
,
S. J.
Byrnes
,
T. E.
Conry
,
S. R.
Basu
,
D.
Paran
,
L.
Reichertz
,
J.
Ihlefeld
,
C.
Adamo
,
A.
Melville
,
Y.-H.
Chu
,
C.-H.
Yang
,
J. L.
Musfeldt
,
D. G.
Schlom
,
J. W.
Ager
, and
R.
Ramesh
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
062909
(
2009
).
11.
B.
Kundys
,
M.
Viret
,
D.
Colson
, and
D. O.
Kundys
,
Nature Mater.
9
,
803
(
2010
).
12.
K.
Takahashi
,
N.
Kida
, and
M.
Tonouchi
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
117402
(
2006
).
13.
D.
Talbayev
,
S.
Lee
,
S.-W.
Cheong
, and
A. J.
Taylor
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
212906
(
2008
).
14.
V.
Gusev
and
A.
Karabutov
,
Laser Optoacoustics
(
AIP
,
New York
,
1993
).
15.
P.
Babilotte
,
P.
Ruello
,
D.
Mounier
,
T.
Pezeril
,
G.
Vaudel
,
M.
Edely
,
J.-M.
Breteau
,
V.
Gusev
, and
K.
Blary
,
Phys. Rev. B
81
,
245207
(
2010
).
16.
M.
Fiebig
,
M.
Miyano
,
Y.
Tomioka
, and
Y.
Tokura
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
71
,
211
(
2000
).
17.
E. E. M.
Chia
,
D.
Talbayev
,
J.-X.
Zhu
,
H. Q.
Yuan
,
T.
Park
,
J. D.
Thompson
,
C.
Panagopoulos
,
G. F.
Chen
,
J. L.
Luo
,
N. L.
Wang
, and
A. J.
Taylor
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
027003
(
2010
).
18.
D.
Lim
,
R. D.
Averitt
,
J.
Demsar
,
A. J.
Taylor
,
N.
Hur
, and
S. W.
Cheong
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
4800
(
2003
).
19.
S. L.
Shang
,
G.
Sheng
,
Y.
Wang
,
L. Q.
Chen
, and
Z. K.
Liu
,
Phys. Rev. B
80
,
052102
(
2009
).
20.
R.
Haumont
,
R.
Saint-Martin
, and
C.
Byl
,
Phase Transitions
81
,
134108
(
2008
).
21.
C.
Thomsen
,
H. T.
Grahn
,
H. J.
Maris
, and
J.
Tauc
,
Phys. Rev. B
34
,
4129
(
1986
).
22.
B.
Perrin
,
B.
Bonello
,
J. C.
Jeannet
, and
E.
Romanet
,
Prog. Nat. Sci.
6
,
444
(
1996
).
23.
A.
Kumar
,
R. C.
Rai
,
N. J.
Podraza
,
S.
Denev
,
M.
Ramirez
,
Y.-H.
Chu
,
L. W.
Martin
,
J.
Ihlefeld
,
T.
Heeg
,
J.
Schubert
,
D. G.
Schlom
,
J.
Orenstein
,
R.
Ramesh
,
R. W.
Collins
,
J. L.
Musfeldt
, and
V.
Gopalan
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
121915
(
2008
).
24.
B.
Gu
,
Y.
Wang
,
J.
Wang
, and
W.
Ji
,
Opt. Express
17
,
10970
(
2009
).
25.
P.
Ruello
,
S.
Zhang
,
P.
Laffez
,
B.
Perrin
, and
V.
Gusev
,
Phys. Rev. B
79
,
094303
(
2009
).
26.
T.
Pezeril
,
P.
Ruello
,
S.
Gougeon
,
N.
Chigarev
,
D.
Mounier
,
J.-M.
Breteau
,
P.
Picart
, and
V.
Gusev
,
Phys. Rev. B
75
,
174307
(
2007
).
27.
T.
Pezeril
,
N.
Chigarev
,
P.
Ruello
,
S.
Gougeon
,
D.
Mounier
,
J.-M.
Breteau
,
P.
Picart
, and
V.
Gusev
,
Phys. Rev. B
73
,
132301
(
2006
).
28.
N. G.
Pace
and
G. A.
Saunders
,
J. Phys. Chem. Solids
32
,
1585
1601
(
1971
).
29.
P.
Babilotte
,
P.
Ruello
,
G.
Vaudel
,
T.
Pezeril
,
D.
Mounier
,
J.-M.
Breteau
, and
V.
Gusev
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
174103
(
2010
).
You do not currently have access to this content.