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物理学家们成功地用极高的时空分辨率拍摄了相变

2021-1-28 09:27| 发布者: vantsing| 查看: 241| 评论: 0

摘要: 激光束可以以极其精确的方式改变材料的特性。这一原理已经广泛应用于可重写dvd等技术中。然而,这些潜在的过程通常以难以想象的快速度和如此小的规模发生,以至于迄今为止它们还没有被直接观察到。Göttingen ...

  

  激光束可以以极其精确的方式改变材料的特性。这一原理已经广泛应用于可重写dvd等技术中。然而,这些潜在的过程通常以难以想象的快速度和如此小的规模发生,以至于迄今为止它们还没有被直接观察到。Göttingen大学和位于Göttingen的马克斯·普朗克生物物理化学研究所(MPI)的研究人员现在已经成功地首次在电子显微镜下以纳米分辨率和慢动作拍摄了晶体结构的激光转换。研究结果发表在《科学》杂志上

  由Thomas Danz和Claus Ropers教授组成的团队,利用了一种由硫和钽原子组成的原子层的不同寻常的特性。在室温下,它的晶体结构被扭曲成微小的波状结构——形成了“电荷密度波”。

  在较高的温度下,会发生相变,此时原始的微观波突然消失。电导率也会发生剧烈的变化,这对于纳米电子学来说是一个有趣的现象。

  在他们的实验中,研究人员用短激光脉冲诱导了这种相变,并记录了电荷-密度波反应的薄膜。来自Göttingen大学的第一作者托马斯·丹兹解释说:“我们观察到的是微小区域的快速形成和增长,这些区域的材料被转移到下一阶段。”“在Göttingen开发的超快透射电子显微镜为这种成像提供了当今世界最高的时间分辨率。”该实验的特点是一种新发展的成像技术,它对相变中观察到的具体变化特别敏感。Göttingen物理学家利用它拍摄的图像完全由被晶体的波纹散射的电子组成。

  来自Gôttingen大学的第一作者托马斯·丹兹解释说:“我们观察到的是微小区域的快速形成和增长,这些区域的材料被转移到下一阶段。”“在Göttingen开发的超快透射电子显微镜为这种成像提供了当今世界最高的时间分辨率。”该实验的特点是一种新发展的成像技术,它对相变中观察到的具体变化特别敏感。Göttingen物理学家利用它拍摄的图像完全由被晶体的波纹散射的电子组成。

  他们的尖端研究方法使研究人员对光引起的结构变化有了基本的了解。“我们已经能够将我们的成像技术转移到其他晶体结构上,”Gôttingen大学纳米光学和UItrafast动力学负责人、MPI生物物理化学主任Claus Ropers教授说。通过这种方式,我们不仅回答了固态物理中的基本问题,而且为未来的光学可转换材料——智能纳米电子技术——开辟了新的前景。


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