I materiali simili a fogli possono avere proprietà intriganti che potrebbero avvantaggiare i dispositivi dall'elettronica flessibile alle celle solari. I ricercatori pensano di poter personalizzare le proprietà di questi materiali utilizzando impulsi luminosi per far passare rapidamente i materiali da uno stato all'altro. Per esempio, gli impulsi luminosi potrebbero trasformare un isolante elettrico in un conduttore. Ma la capacità di farlo dipende dall'efficienza con cui l'energia della luce viene trasferita ai nuclei atomici del materiale. Ora, ricercatori hanno dimostrato, per la prima volta, che la conversione della luce in vibrazioni atomiche in sottili fogli di diseleniuro di molibdeno è molto veloce ed efficiente. Infatti, la conversione è efficiente quasi al 100% e avviene in un trilionesimo di secondo.

Lo studio indica un potenziale approccio per controllare determinati film con i laser. Gli scienziati sono interessati a questi film perché i materiali possono essere estremamente resistenti e conduttivi. Il controllo di tali film potrebbe aiutare le applicazioni di prossima generazione. Per esempio, potrebbe avvantaggiare l'elettronica flessibile, dispositivi di archiviazione dati, celle solari, diodi emettitori di luce, e catalizzatori chimici.

La luce potrebbe indurre cambiamenti strutturali desiderabili in sottili fogli di materiali. Questi materiali potrebbero avere applicazioni che vanno dai dispositivi di memorizzazione dei dati ai catalizzatori chimici. La sfida è capire veramente il movimento atomico in tempo reale e la temperatura reticolare. Agli scienziati mancavano le tecniche sperimentali adeguate. Utilizzando la diffrazione elettronica ultraveloce, i ricercatori hanno sondato direttamente la conversione dell'energia luminosa in vibrazioni del reticolo atomico complessivo in un modello di semiconduttore a due strati, diseleniuro di molibdeno. Il team ha scoperto che quando si crea un'elevata densità di portatori di carica, l'energia viene trasferita efficientemente al reticolo entro un trilionesimo di secondo. Simulazioni al computer, nello specifico, simulazioni di dinamica molecolare quantistica non adiabatica a principi primi, riproduceva la conversione dell'energia luminosa in vibrazioni reticolari.

Le simulazioni hanno inoltre suggerito che un ammorbidimento delle vibrazioni nello stato eccitato indotto dalla luce è un precursore del trasferimento di energia efficiente e rapido. Sapere come il reticolo atomico del film risponde ai laser ha implicazioni per, un giorno, utilizzando la luce per controllare le correnti elettriche nei dispositivi.