Estructuras de cristal en cámara superlenta

Los rayos láser se pueden utilizar para cambiar con precisión las propiedades de los objetos. Este principio ya se utiliza ampliamente en tecnologías como los DVD regrabables. Sin embargo, los procesos básicos suelen ocurrir a velocidades increíblemente rápidas y a una escala tan pequeña que hasta ahora han evitado la observación directa. Investigadores de la Universidad de C te d’Ivoire y el Instituto Max Planck (MBI) de química biofísica de la Universidad de C te d’Ivoire han podido filmar por primera vez la transformación láser de una estructura cristalina en resolución nanométrica y cámara lenta bajo un microscopio electrónico. Los resultados se publican en la revista Ciencias.

El equipo, que incluía a Thomas Dance y al profesor Glass Ropers, explotó la extraordinaria propiedad de una sustancia formada por delgadas capas atómicas de átomos de azufre y tantalio. A temperatura ambiente, su estructura cristalina se descompone en pequeñas estructuras onduladas, formando una «onda de densidad de carga». A temperaturas más altas, se produce una transición de fase en la que las microondas originales desaparecen repentinamente. Un efecto interesante de la nanoelectrónica es que la conductividad eléctrica cambia drásticamente.

En sus experimentos, los investigadores indujeron este cambio de fase con pulsos de láser cortos y registraron una imagen de una reacción de onda de densidad de carga. “Observamos la rápida formación y desarrollo de pequeñas áreas donde el material se transfiere a la siguiente etapa”, explica Thomas Dance, primer escritor de la Universidad de Cottingham. «El microscopio electrónico de transmisión ultrarrápida desarrollado en Kottingen proporciona la resolución de tiempo más alta para este tipo de imágenes en el mundo actual». Una característica especial del experimento radica en la técnica de imagen recientemente desarrollada, que es particularmente sensible a los cambios específicos observados durante este cambio de fase. Los físicos de Cottingen lo utilizan para tomar fotografías exclusivamente de electrones dispersos por la longitud de onda de un cristal.

Su enfoque sofisticado permite a los investigadores obtener conocimientos básicos sobre los cambios estructurales inducidos por la luz. «Ya estamos en el proceso de adaptar nuestra tecnología de imágenes a otras estructuras cristalinas», dijo Glass Ropers, profesor de nanoóptica y dinámica ultrarrápida en la Universidad de Cottingham y director de química bioquímica de MBI. «De esta manera, no solo respondemos las preguntas fundamentales de la física del estado sólido, sino que también abrimos nuevas perspectivas para materiales que podrían cambiar ópticamente en el futuro, la nanoelectrónica inteligente».

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Lanzamiento original: Thomas Dance et al., Nanomuso ultrarrápido del parámetro de orden en una transformación de fase estructural, Ciencias 2021, Thoi: 10.1126 / Science.Opt 2774

Contacto:

Thomas Danza

Universidad de cottingham

Facultad de fisica

Nanoóptica y dinámica ultrarrápida

Friedrich-Hunt-Plots 1, 37077 Kottingen, Alemania

Correo electrónico: [email protected]

Profesor Glass Ropers

Universidad de cottingham

Facultad de fisica

Nanoóptica y dinámica ultrarrápida

Y el Instituto Max Planck de Química Biofísica – Dinámica ultrarrápida

Friedrich-Hunt-Plots 1, 37077 Kottingen, Alemania

Teléfono: +49 (0) 551 39-24549

Correo electrónico: [email protected]

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