18:13 2023-05-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiul demonstrează unul dintre cele mai rapide microscoape electronice din lume în acțiune
_ Studiul demonstrează una dintre cele mai rapide microscoape electronice din lume în acțiune
Microscoapele electronice ne oferă o perspectivă asupra celor mai mici detalii ale materialelor și pot vizualiza, de exemplu, structura solidelor, moleculelor sau nanoparticulelor cu rezoluție atomică. Cu toate acestea, majoritatea materialelor din natură nu sunt statice. Ele interacționează, se mișcă și se remodelează în mod constant între configurațiile inițiale și cele finale.
Unul dintre cele mai generale fenomene este interacțiunea dintre lumină și materie, care este omniprezentă în materiale precum celulele solare. , display-uri sau lasere. Aceste interacțiuni sunt definite de electroni împinși și atrași de oscilațiile luminii, iar dinamica este extrem de rapidă: undele luminoase oscilează la attosecunde, o miliardime de miliardime de secundă.
Până acum, a avut a fost foarte dificil să se vizualizeze direct aceste procese extrem de rapide în spațiu și timp, dar exact asta a reușit acum o echipă de fizicieni de la Universitatea din Konstanz. Au înregistrat filme cu rezoluție în timp de attosecundă într-un microscop electronic de transmisie, oferind noi perspective. în funcționalitatea nanomaterialelor și a meta-atomilor dielectrici. Aceștia și-au publicat recent rezultatele în Nature.
„Dacă te uiți îndeaproape, aproape toate fenomenele din optică, nanofotonică sau metamateriale apar la scări de timp sub o perioadă de oscilație a unui val de lumină”, explică Peter Baum, profesor de fizică. și șeful Grupului Lumină și Materie de la Universitatea din Konstanz.
„Pentru a filma interacțiunile ultrarapide dintre lumină și materie, avem nevoie, prin urmare, de o rezoluție în timp de attosecunde”. Pentru a atinge o astfel de viteză de înregistrare extremă, grupul de cercetare al lui Baum utilizează oscilațiile rapide ale unui laser cu undă continuă pentru a converti fasciculul de electroni al unui microscop electronic într-o secvență de impulsuri de electroni ultrascurte.
În acest proces, un membrana subțire de siliciu creează o accelerare și decelerare periodică a electronilor. "Această modulație face ca electronii să se ajungă din urmă unii pe alții. După ceva timp, se transformă într-un tren de impulsuri ultrascurte", explică David Nabben, doctorand și primul autor al studiului.
O altă undă laser. creează interacțiunea cu obiectul eșantion. Pulsurile ultrascurte de electroni sunt apoi folosite pentru a măsura răspunsul obiectului la lumina laser, înghețată în timp ca într-un stroboscop. În cele din urmă, cercetătorii obțin un film al proceselor cu rezoluție în timp de attosecundă.
În studiul lor, oamenii de știință prezintă câteva exemple de măsurători rezolvate în timp în nanomateriale. Experimentele arată, de exemplu, apariția undelor de suprafață chirale care pot fi controlate de cercetători pentru a călători într-o direcție spațială specifică sau întârzieri de timp caracteristice între diferite moduri de radiație de la nanoantene. În plus, oamenii de știință nu doar investighează astfel de fenomene de suprafață, ci și filmează procesele electromagnetice din interiorul unui material de ghidare de undă.
Rezultatele sunt extrem de interesante pentru dezvoltarea ulterioară în nanofotonica, dar demonstrează, de asemenea, gama foarte largă de aplicații. a noii microscopii electronice attosecunde. „Măsurarea directă a funcționalității electromagnetice a materialelor în funcție de spațiu și timp este nu numai de mare valoare pentru știința fundamentală, dar deschide și calea pentru noi dezvoltări în circuitele integrate fotonice sau metamateriale”, spune Nabben.
Comentarii:
Adauga Comentariu