"Attosaniye elektron dinamiği" ni biliyor musunuz? Kristal simetrisi ile ilginç bir uygulama!
DESY ve MPSD'deki bilim adamları, kontrollü polarizasyon durumlarına sahip katılardan yüksek sıralı harmonikler üretmek için kristal simetri ve attosaniye elektron dinamiği kullandılar. Bu yeni kanıtlanmış teknik, petahertz elektroniğinde ve yeni kuantum malzemelerinin spektroskopi çalışmalarında ilginç uygulamalar bulabilir.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Gazda yüksek sıralı harmonik üretiminin doğrusal olmayan süreci, fizik, kimya ve biyoloji de dahil olmak üzere birçok bilimsel alanda yaygın olarak kullanılan attosaniye biliminin temel taşlarından biridir. Bu güçlü alan fenomeni, birçok düşük enerjili fotonu güçlü lazer darbelerinden çok daha yüksek enerjili fotonlara dönüştürür (Kısa Ansiklopedi: "Attosaniye" (attosaniye) teorik bir zaman ölçeği olarak var, 10 eksi 18 kat. Kare saniye).
Kırık Bahçe-Bilim Popülerleştirme: HHG süreci atomik ve moleküler gazlarda iyi anlaşılmış olmasına rağmen, katı malzemelerdeki potansiyel frekans dönüştürme mekanizması hala bilimsel tartışmanın konusudur. HHG deneylerini ve son teknoloji teorik simülasyonları birleştiren Almanya'nın elektronon-synchrotron (DESY) ve Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD), Hamburg Free Electron Laser Science Center (CFEL) bilim adamları şimdi tanıtıldı. Polarizasyonun katı hali, optik alanın salınım süresinden daha kısa bir zaman ölçeğinde meydana gelen elektronik ve yapısal dinamikleri daha derin bir şekilde anlamamızı sağlayan yüksek harmonik spektroskopiyi çözdü.Araştırma sonuçları Nature Communications dergisinde yayınlandı.
- Güçlü lazer alanı (kırmızı) katı kristal (beyaz) ile etkileşime girdiğinde, yüksek sıralı harmonik alanlar (mavi ve mor) yayılır ve polarizasyon durumu (doğrusal, eliptik veya dairesel), güçlü tarafından belirlenebilen kristalin simetrisiyle belirlenir. Alan dinamiği kontrolü, renk haritası yüzeyi silikonun dokuzuncu harmoniğinin eliptikliğini gösterir. Resim: J.M. Harms, MPSD
Yayılan harmonik alan doğrusal bir şekilde salınabilir veya bir elips veya daire içinde saat yönünde veya saatin tersi yönde dönebilir (yani, sarmallık). Bilim adamları şimdi, harmoniğin kutuplaşma durumunun ve dönüş yönünün kristal yapı ve ultra hızlı alan dinamikleri hakkında değerli bilgileri nasıl kodladığını ve harmoniğin polarizasyon durumunun nasıl kontrol edileceğini ortaya çıkardı. Ek olarak, harmonikler tek bir döngüde üretilen olay güdümlü alanlar olduğundan, bu yöntem doğası gereği alt optik döngü süresi çözünürlüğüdür. Bu çalışmada silikon ve kuvarsın prototip malzemeleri incelenmiş ve yeni bir spektroskopik teknik oluşturulmuştur. Aynı zamanda, bu yöntem evrenseldir ve güçlü korelasyon malzemeleri, topolojik yalıtıcılar ve manyetik malzemeler gibi yeni kuantum malzemeleri üzerine gelecekteki araştırmalarda önemli uygulamalar bulması beklenmektedir. Alt-fotoperiyod elektronlarına ve yapısal dinamiklere duyarlı attosaniye metrolojisi, yoğun madde ultra hızlı spektroskopisinin incelenmesi için yeni bir yol açtı.
Kristaldeki hızlı taşıyıcı dinamikleri hassas bir şekilde kontrol etmek için güçlü ışık dalgalarının kullanılması, yeni nesil petahertz elektronik ve cihazları için büyük beklentilere sahiptir. Taşıyıcı dinamikleri, sürüş alanının yüksek sıralı harmoniklerini oluşturabilir ve uzak ultraviyole bölgesine kadar uzanabilir. Polarizasyonun katı hali, elektronik ve yapısal alt döngülerin dinamikleri hakkında daha derin bilgiler sağlayan yüksek dereceli harmonik spektroskopiyi çözer. Silikon ve kuvarsın yüksek dereceli harmonik oluşumunun ölçülmesiyle, harmoniklerin polarizasyon durumunun sadece kristalin simetrisi ile belirlenmediği, aynı zamanda bantlar içindeki ve arasındaki elektronik dinamikler sayesinde dinamik olarak kontrol edilebildiği kanıtlanmıştır. Bu simetrik dinamik dualiteyi kullanarak, tutarlı dairesel polarize harmonikler, eliptik olarak polarize edilmiş darbelerden etkili bir şekilde üretilir. Deneysel sonuçlar, bu fenomenin mikroskobik kökenine kanıt sağlayan ab initio simülasyonlarla desteklenmektedir.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Max Planck Malzeme Yapısı ve Dinamikleri Enstitüsü
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-019-09328-1
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede Daha fazla bilgi edinin Boke Garden uygulamasını indirin
