Önemli ilerleme: Kuantum tutarlılık dinamiklerini, kuantum elektronik korelasyonun ilk kez makroskobik etkisini ortaya çıkarıyor
Ultra hızlı çok boyutlu spektroskopi, kuantum elektronik korelasyonun makro ölçekli etkilerini ortaya çıkarır. Bilim adamları, katmanlı süper iletken malzeme lSCO'nun (lantan, stronsiyum, bakır, oksijen) düşük enerjili ve yüksek enerjili durumlarının ilişkili olduğunu keşfettiler. Süper hızlı kullan ( < Malzeme, 100 fs'de yakın kızılötesi ışıkla uyarılır) ve tutarlı uyarma, kristaldeki uyarılmış durumların kuantum süperpozisyonundan kaynaklanan şaşırtıcı bir şekilde "uzun" bir süre, yaklaşık 500 femtosaniye sürdü. Tutarlı enerji ile yayılan sinyalin ışık enerjisi arasındaki bu güçlü korelasyon, düşük enerji ve yüksek enerji durumları arasındaki tutarlı etkileşimi gösterir.
Çalışma, bu tutarlı etkileşimin kuantum malzemelerindeki birçok ilginç ve az bilinen fenomenin kaynağı olduğunu ilk kez buldu. Bu, yüksek sıcaklık süperiletkenleri ve diğer ilgili elektronik sistemlerin araştırılmasında çok boyutlu spektroskopinin ilk uygulamalarından biridir. Kuantum materyallerin ilgi çekici manyetik ve elektriksel özellikleri, gelecekteki teknolojiler için büyük umutlar getirdi. Bununla birlikte, bu özelliklerin kontrol edilmesi, güçlü elektronik bağımlılıkları olan karmaşık malzemelerdeki makroskopik davranışların nasıl göründüğünün daha iyi anlaşılmasını gerektirir. Güçlü elektronik korelasyonlara sahip kuantum malzemeleri, potansiyel olarak yararlı elektromanyetik özellikler şunları içerir:
(Yukarıda gösterilmiştir) K1, K2 ve K3 dalga vektörlerine sahip üç uyarma darbesi, dördüncü köşede dördüncü bir darbe (LO) ile kutunun üç köşesini oluşturur. Resim: FİLO
Mott (Mott) dönüşümü, dev manyetorezistans, topolojik yalıtkan ve yüksek sıcaklık süperiletkenliği. Bu tür makroskopik özellikler, mikroskobik karmaşıklıktan kaynaklanır ve elektronik durumların serbestlik dereceleri (yük, kafes, dönme, yörünge ve topoloji) arasındaki rekabete dayanır. Uyarılmış elektron popülasyon dinamiklerinin ölçülmesi bazı içgörüler sağlasa da, kuantum tutarlılığının karmaşık dinamikleri büyük ölçüde göz ardı edilmektedir. Bu yeni çalışmada, araştırmacılar, rakip sinyal yollarını, seçici uyarımı ve düşük enerjili uyaranların tespitini ayırt etmek için teknolojinin benzersiz yeteneğini kullanarak ilk kez zorluğa çok boyutlu tutarlı spektroskopi uyguladılar.
Araştırmacılar, LSCO (lantan, stronsiyum, bakır ve oksijen) kristallerinin 100 femtosaniyeden daha kısa süreli özelleştirilmiş ultra hızlı yakın kızılötesi ışınlarla çarpmasıyla üretilen uyarmanın kuantum tutarlılığını analiz ettiler. Bu tutarlılığın alışılmadık özellikleri vardır, şaşırtıcı bir şekilde "uzun" bir süre, yaklaşık 500 femtosaniye sürer ve kristaldeki uyarılmış durumların kuantum süperpozisyonundan kaynaklanır. Darbe örtüşmesi öncesinde, sırasında ve sonrasında kuantum süperpozisyon durumları arasındaki enerji farkını gösteren iki boyutlu spektrum. Bu tutarlı enerji ile yayılan sinyalin ışık enerjisi arasında güçlü bir korelasyon olduğu bulunmuştur. Bu, bu karmaşık sistemlerde düşük enerjili ve yüksek enerjili durumlar arasında özel bir tutarlı etkileşim olduğunu gösterir.
(Yukarıda gösterilmiştir) İki boyutlu spektrum, darbe çakışması öncesinde, sırasında ve sonrasında kuantum süperpozisyon durumları arasındaki enerji farkını gösterir. Resim: FİLO
Mevcut uyarımların sayısı kristalin enerji bandı yapısını etkilediğinden, etkili enerji yapısı ölçüm işlemi sırasında anında değişecek ve böylece düşük enerjili uyarımı foto heyecanlı elektronik durumlarla ilişkilendirecektir.Çalışmalar, çok boyutlu tutarlılık spektroskopisinin karmaşık kuantumu eşi görülmemiş bir şekilde inceleyebileceğini göstermiştir. malzeme. Bu araştırma sadece ilgili materyallerin ultra hızlı spektroskopisinde önemli bir ilerlemeyi temsil etmekle kalmıyor, aynı zamanda optik / fotonik, kimya, nanobilim ve yoğun madde bilimlerinde daha geniş bir öneme sahip.Araştırma sonuçları "Science Progress" dergisinde yayınlanıyor.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Geleceğin Düşük Enerjili Elektronik Teknolojisi için ARC Mükemmeliyet Merkezi
Referans dergisi "Science Progress"
DOI: 10.1126 / sciadv.aaw9932
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
