Ultrahurtig elektronoscillation og affasning overvåges af en anden lyskilde

Samarbejdende forskerhold fra Prof. Jun Takeda og lektor Prof. De periodiske elektronoscillationer på 667-383 attosekunder (10 ^-18 af et sekund) er den hurtigste, der nogensinde er blevet målt i direkte tidsafhængig spektroskopi i faststofmateriale.

Da højhastighedslukkerkameraer fanger bevægelse af objekter i hurtig bevægelse, forskere bruger generelt laserlignende øjeblikkeligt stroboskoplys til at observere den ultrahurtige bevægelse af en elektron, der ligger til grund for et fysisk fænomen. Jo kortere pulsvarighed, jo hurtigere kan elektronoscillationen observeres. Frekvensen af ​​lysbølgefeltet i det synlige og ultraviolette område kan nå petahertz -domænet (10 ¹⁵ af en hertz), hvilket betyder, at oscillationsperioden kan opnå attosekundhastighed (10 ^-18 et sekund).

I tidligere undersøgelser, NTT-forskere genererede en isoleret attosekundpuls (IAP) og overvågede elektronsvingningen med 1,2-PHz frekvens ved hjælp af gallium-nitrid (GaN) halvleder. De næste udfordringer var observation af hurtigere elektronsvingninger i den chromdopede safir (Cr:Al ₂ O ₃ ) isolator og karakteriseringen af ​​den ultrahurtige elektrondefasering.

Papiret, offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , rapporterer en vellykket observation af de nær-infrarøde (NIR) pulsinducerede flere elektroniske dipoloscillationer i Cr:Al ₂ O ₃ solid-state materiale. Målingen realiseres ved den ekstreme korte IAP og brug af stabil pumpe (NIR puls) og sonde (IAP) system (timing jitter på ~ 23 as). De karakteriserede elektronsvingninger er de hurtigste, der nogensinde er blevet målt i den direkte tidsafhængige spektroskopi. Ud over, de enkelte affaseringstider i Cr-donorlignende mellemniveau og Al ₂ O ₃ CB -stat afsløres.

Dr. Hiroki Mashiko, en NTT -videnskabsmand, sagde, "Vi konstruerede det robuste pumpesonde-system med en ekstremt kort isoleret attosekundpuls, hvilket førte til observationen af ​​den hurtigste elektronoscillation i solid-state materiale i registreret historie. Fordelene ved denne undersøgelse er direkte relateret til kontrol af forskellige optiske fænomener gennem dielektrisk polarisering, og resultaterne vil hjælpe udviklingen af ​​fremtidige elektroniske og fotoniske enheder. "