Los rayos láser se pueden usar para cambiar las propiedades de los materiales de una manera extremadamente precisa. Este principio ya se usa ampliamente en tecnologías como los DVD regrabables. Sin embargo, los procesos subyacentes generalmente tienen lugar a velocidades tan inimaginablemente rápidas y a tan pocoescala que hasta ahora han eludido la observación directa. Investigadores de la Universidad de Göttingen y el Instituto Max Planck MPI de Química Biofísica de Göttingen han logrado filmar, por primera vez, la transformación láser de una estructura cristalina con resolución nanométricay en cámara lenta en un microscopio electrónico. Los resultados han sido publicados en la revista ciencia .
El equipo, que incluye a Thomas Danz y al profesor Claus Ropers, aprovechó una propiedad inusual de un material formado por capas atómicamente delgadas de átomos de azufre y tantalio. A temperatura ambiente, su estructura cristalina se distorsiona en diminutas estructuras onduladas:se forma una "onda de densidad de carga". A temperaturas más altas, se produce una transición de fase en la que las ondas microscópicas originales desaparecen repentinamente. La conductividad eléctrica también cambia drásticamente, un efecto interesante para la nanoelectrónica.
En sus experimentos, los investigadores indujeron esta transición de fase con pulsos cortos de láser y registraron una película de la reacción de onda de densidad de carga. "Lo que observamos es la rápida formación y crecimiento de pequeñas regiones donde el material se cambió a la siguiente fase.", explica el primer autor Thomas Danz de la Universidad de Göttingen." El microscopio electrónico de transmisión ultrarrápida desarrollado en Göttingen ofrece la resolución de tiempo más alta para este tipo de imágenes en el mundo actual ". La característica especial del experimento radica en una técnica de imágenes recientemente desarrollada, que esparticularmente sensible a los cambios específicos observados en esta transición de fase. Los físicos de Göttingen lo utilizan para tomar imágenes que están compuestas exclusivamente por electrones que han sido dispersados por la ondulación del cristal.
Su enfoque de vanguardia permite a los investigadores obtener conocimientos fundamentales sobre los cambios estructurales inducidos por la luz. "Ya estamos en condiciones de transferir nuestra técnica de imágenes a otras estructuras cristalinas", dice el profesor Claus Ropers, líder de Nano-Optics yUltrafast Dynamics en la Universidad de Göttingen y Director del MPI de Química Biofísica. "De esta manera, no solo respondemos preguntas fundamentales en física del estado sólido, sino que también abrimos nuevas perspectivas para materiales ópticamente conmutables en el futuro, la nanoelectrónica inteligente".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Göttingen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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