Nové svetlo na riadenie materiálových vlastností v perovskite s pevnou vrstvou

Materiáloví vedci dokážu rýchlo ovládať vlastnosti hmoty svetlom.

Tím výskumníkov z univerzity v Kjóte a Kurume Institute of Technology objavil zákon škálovania, ktorý určuje vysokosekvenčnú harmonickú tvorbu v pevnej vrstve perovskitovej látky Ca.₂RuO₄.

Generovanie harmonických s vysokou sekvenciou je nelineárny optický jav, pri ktorom sú ultrafialové fotóny emitované objektom v dôsledku kontaktu so svetlom s vysokou intenzitou.

„Tento jav, ktorý bol prvýkrát pozorovaný v systémoch atómových plynov, vydláždil cestu autosekundovej vede,“ hovorí autor štúdie Kento Uchida. „To je však trochu nepredvídateľné v niektorých silne príbuzných pevných látkach, ako je Ca.₂RuO_4.“

Kvôli Silná komunikácia Medzi elektrónmi v týchto pevných látkach možno vlastnosti generovania vyšších harmonických stanoviť iba pochopením toho, ako sa tieto elektróny pohybujú v prítomnosti svetla.

Aby sa tím vyrovnal s touto otázkou, ktorá nebola nikdy experimentálne potvrdená, začal skúmať vzťah medzi teplotou a vlhkosťou. Fotónová emisia V Ca₂RuO₄. Použili stredný infračervený impulz na meranie a mapovanie intenzít generovania vysokej intenzity pri teplotách od 50 do stredných 290 Kelvinov.

Na spodnom konci skupina nahrala niekoľko stonásobne viac ako vysokosekvenčná harmonická generácia Izbová teplota. Fotónové emisie sa neustále zintenzívňujú so zvyšujúcou sa energiou intervalu – energiou potrebnou na to, aby elektróny viedli elektrický prúd – s poklesom teploty.

Tím zistil, že takéto emisie sa vyskytli počas mod-izolačnej fázy materiálu, kde silné odpudzovanie medzi elektrónmi a energiou s vysokou medzerou premieňa kov z vodiča na vodič.

„Zistili sme, že rozmiestnenie harmonických objektov vysokého rádu v silne súvisiacich materiáloch závisí od energie,“ vysvetľuje Uchida.

Toto meranie sa bude riadiť zákonom Teoretické štúdie Smerom k najprepracovanejším interpretáciám nevyváženej dynamiky elektrónov v silne súvisiacich materiáloch: ústredný problém fyziky stlačených materiálov.

Uchsida prichádza k záveru, že ich „inovácie poskytujú základ pre dizajn produktov na dosiahnutie vysoko účinných nelineárnych optických zariadení“.

Publikované vo výskume Fyzické prehľadové listy.