O pulso de femtossegundo NIR (pulso de bomba) induz a oscilação do elétron, que é monitorado pelo IAP ultravioleta extremo (pulso de sonda) com base na espectroscopia de absorção transiente. Crédito:Nippon Telegraph and Telephone (NTT)
A equipe de pesquisa colaborativa do Prof. Jun Takeda e do Prof. Associado Ikufumi Katayama no laboratório da Universidade Nacional de Yokohama (YNU) e da Nippon Telegraph and Telephone (NTT) relataram oscilação de elétrons de petahertz. As oscilações eletrônicas periódicas de 667-383 attossegundos (10 -18 de um segundo) é o mais rápido que já foi medido em espectroscopia direta dependente do tempo em material de estado sólido.
Como as câmeras de obturador de alta velocidade capturam o movimento de objetos em movimento rápido, os pesquisadores geralmente usam luz estroboscópica instantânea semelhante a laser para observar o movimento ultrarrápido de um elétron subjacente a um fenômeno físico. Quanto menor for a duração do pulso, quanto mais rápida a oscilação do elétron pode ser observada. A frequência do campo de ondas de luz na região visível e ultravioleta pode atingir o domínio petahertz (10 15 de um hertz), o que significa que a periodicidade de oscilação pode atingir a velocidade de attossegundos (10 -18 de um segundo).
Em estudos anteriores, Os pesquisadores do NTT geraram um pulso de attossegundo (IAP) isolado e monitoraram a oscilação do elétron com frequência de 1,2 PHz usando semicondutor de nitreto de gálio (GaN). Os próximos desafios foram a observação de oscilação eletrônica mais rápida na safira dopada com cromo (Cr:Al 2 O 3 ) isolante e a caracterização do defasamento de elétrons ultrarrápido.
O papel, publicado no jornal Nature Communications , relata uma observação bem-sucedida das oscilações dipolo eletrônicas múltiplas induzidas por pulso de infravermelho próximo (NIR) no Cr:Al 2 O 3 material de estado sólido. A medição é realizada pelo IAP extremamente curto e o uso de bomba estável (pulso NIR) e sistema de sonda (IAP) (jitter de tempo de ~ 23 as). As oscilações eletrônicas caracterizadas são as mais rápidas já medidas na espectroscopia direta dependente do tempo. Além disso, os tempos de defasagem individuais no nível intermediário semelhante ao doador de Cr e o Al 2 O 3 O estado do CB é revelado.
Dr. Hiroki Mashiko, um cientista da NTT, disse, "Criamos um sistema robusto de bomba-sonda com um pulso de attossegundo isolado extremamente curto, o que levou à observação da oscilação eletrônica mais rápida em material de estado sólido na história registrada. Os benefícios deste estudo estão diretamente relacionados ao controle de diversos fenômenos ópticos através da polarização dielétrica, e os resultados ajudarão no desenvolvimento de futuros dispositivos eletrônicos e fotônicos. "
