L'impulso di femtosecondi NIR (impulso di pompa) induce l'oscillazione dell'elettrone, che viene monitorato dall'estremo ultravioletto IAP (impulso di sonda) basato sulla spettroscopia di assorbimento transitorio. Credito:Nippon Telegraph and Telephone (NTT)
Il team di ricerca collaborativo del Prof. Jun Takeda e del Prof. Associato Ikufumi Katayama nel laboratorio della Yokohama National University (YNU) e del Nippon Telegraph and Telephone (NTT) hanno riportato oscillazioni di elettroni a petahertz. Le oscillazioni elettroniche periodiche di 667-383 attosecondi (10 -18 di un secondo) è il più veloce che sia mai stato misurato nella spettroscopia diretta dipendente dal tempo in materiale allo stato solido.
Poiché le fotocamere con otturatore ad alta velocità catturano il movimento di oggetti in rapido movimento, i ricercatori generalmente usano la luce stroboscopica istantanea simile al laser per osservare il movimento ultraveloce di un elettrone alla base di un fenomeno fisico. Più breve è la durata dell'impulso, più veloce è l'oscillazione dell'elettrone. La frequenza del campo di onde luminose nella regione del visibile e dell'ultravioletto può raggiungere il dominio dei petahertz (10 15 di un hertz), il che significa che la periodicità dell'oscillazione può raggiungere la velocità ad attosecondi (10 -18 di un secondo).
Negli studi precedenti, I ricercatori NTT hanno generato un impulso ad attosecondi (IAP) isolato e hanno monitorato l'oscillazione degli elettroni con una frequenza di 1,2 PHz utilizzando un semiconduttore al nitruro di gallio (GaN). Le sfide successive sono state l'osservazione di un'oscillazione elettronica più rapida nello zaffiro drogato con cromo (Cr:Al 2 oh 3 ) isolante e la caratterizzazione dello sfasamento elettronico ultrarapido.
La carta, pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura , riporta un'osservazione riuscita delle oscillazioni multiple del dipolo elettronico indotte da impulsi nel vicino infrarosso (NIR) nel Cr:Al 2 oh 3 materiale allo stato solido. La misurazione è realizzata dall'IAP estremamente breve e dall'uso del sistema di pompa stabile (impulso NIR) e sonda (IAP) (jitter di temporizzazione di ~ 23 as). Le oscillazioni degli elettroni caratterizzate sono le più veloci mai misurate nella spettroscopia diretta dipendente dal tempo. Inoltre, i tempi di sfasamento individuali nel livello intermedio simile al donatore di Cr e l'Al 2 oh 3 Lo stato CB viene rivelato.
Dottor Hiroki Mashiko, uno scienziato NTT, disse, "Abbiamo ideato il robusto sistema pump-probe con un impulso ad attosecondi isolato estremamente breve, che ha portato all'osservazione dell'oscillazione elettronica più veloce nel materiale allo stato solido nella storia registrata. I benefici di questo studio sono direttamente legati al controllo di vari fenomeni ottici attraverso la polarizzazione dielettrica, e i risultati aiuteranno lo sviluppo di futuri dispositivi elettronici e fotonici".
