Prvi pogled na skrivenu kvantnu fazu snimljenu u 2D kristalu

Prvi pogled na skrivenu kvantnu fazu snimljenu u 2D kristalu

istraživači do MIT e da Universidade do Texas em Austin capturaram imagens de uma fase metaestável induzida pela luz escondida do universo em equilíbrio usando uma variedade de instrumentos espectroscópicos sofisticados. Usando métodos espectroscópicos de disparo único, eles observaram essa transição em tempo real em um cristal 2D com mudanças em nanoescala na densidade eletrônica.

Através deste trabalho, os istraživači mostraram o nascimento e a evolução de uma fase quântica oculta induzido por um pulso de laser ultracurto em um cristal modulado eletronicamente.

Zhuquan Zhang, jedan od glavnih autora i trenutni student diplomskog studija kemije na MIT-u, rekao je: materijali su isto što i njihovo zagrijavanje, ali ne u ovom slučaju. Ovdje zračenje kristala preuređuje elektronički poredak, stvarajući potpuno novu fazu, različitu od one visoke temperature.”

Keith A. Nelson, profesor kemije Haslam i Dewey na MIT-u, rekao je: "Razumijevanje podrijetla takvih metastabilnih kvantnih faza važno je za rješavanje dugotrajnih temeljnih pitanja u neravnotežnoj termodinamici."

Edoardo Baldini, asistent profesora fizike na UT-Austin, rekao je: "Ključan za ovaj rezultat bio je razvoj najsuvremenije laserske metode koja može 'snimiti' nepovratne procese u kvantnim materijalima s vremenskom rezolucijom od 100 femtosekundi."

Kovalentno vezani slojevi atoma tantala i sumpora labavo su naslagani jedan na drugi kako bi formirali tvar poznatu kao tantalov disulfid. Atomi i elektroni materijala tvore sićušne formacije "Davidove zvijezde" ispod određene temperature; ova neobična raspodjela elektrona naziva se "val gustoće naboja".

Baldini je rekao, jedan intenzivan puls svjetlosti gura materijal u metastabilni skriveni metal. To je prolazno kvantno stanje zamrznuto u vremenu. Ljudi su već promatrali ovu skrivenu fazu izazvanu svjetlom, ali ultrabrzi kvantni procesi koji stoje iza njezine geneze još su bili nepoznati.”

Nelson je rekao, "Jedan od glavnih izazova je da promatranje ultra-brze transformacije iz jednog elektroničkog poretka u drugi koji može trajati neograničeno nije praktično s konvencionalnim tehnikama vremenske razlučivosti."

Os istraživači desenvolveram uma nova técnica que incluiu a divisão de um único pulso de laser de sonda em centenas de pulsos de sonda discretos que chegaram à amostra em vários pontos antes e depois que a comutação foi iniciada por um pulso de excitação ultrarrápido diferente. Eles criaram um vídeo que oferece pequenos insights sobre os mecanismos pelos quais as transformações ocorrem, monitorando as mudanças em cada pulso da sonda depois que elas foram refletidas ou transmitidas pela amostra.

Zhiyuan Sun, postdoktorand na Kvantnom institutu Harvard, rekao je, "Snimanjem dinamike ove složene fazne transformacije u jednom mjerenju, autori su pokazali da spajanje i preuređivanje vala gustoće naboja dovodi do stvaranja skrivenog stanja."

Os znanstvenici observaram, “Iako je ovo istraživanje provedeno s određenim materijalom, ista se metodologija sada može koristiti za proučavanje drugih egzotičnih fenomena u kvantnim materijalima. Ovo bi otkriće također moglo pomoći u razvoju optoelektroničkih uređaja s fotoodzivima na zahtjev.”

Referenca časopisa: )

    Franky Gao, Zhequan Zhang i dr. Snimke svjetlosno inducirane metastabilne skrivene faze potaknute kolapsom reda naboja. Napredak znanosti. 22. srpnja 2022. Svezak 8, izdanje 29. DOI: 10.1126/sciadv.abp9076

Povezani postovi

Ostavite komentar

pogreška: