Metastabiilissa faasissa oleva orgaaninen materiaali käyttäytyy vähän kuin huoneenlämpöinen suprajohde, kun se viritetään laservalolla. Vaikka tämä käyttäytyminen hiipuu lähes yhtä nopeasti kuin sen aiheuttava laserpulssi, löydön takana oleva tiimi sanoo, että oikealla valonlähteellä saattaa olla mahdollista pitää materiaali suprajohtavassa tilassaan jatkuvasti.

Tiedemiehet ovat tienneet jo jonkin aikaa, että valon loistaminen terahertseillä ja keski-infrapunataajuuksilla tiettyihin materiaaleihin on hyvä tapa manipuloida niiden ominaisuuksia. Joissakin tapauksissa tätä menetelmää voidaan käyttää jopa epätasapainoisten materiaalifaasien luomiseen, joilla ei ole analogia normaaleissa olosuhteissa.

"Ryhmämme on tutkinut, kuinka koherentteja valokenttiä voidaan käyttää suprajohtavuuden vahvistamiseen tai muuhun parantamiseen – tila, joka yleensä saadaan elektronisen koherenssin spontaanista muodostumisesta (elektroniparien pariliitos)" selittää. Andrea Cavalleri, fyysikko yrityksessä Max Planckin aineen rakenteen ja dynamiikan instituutti (MPSD) Hampurissa, Saksassa, joka johti tutkimusta. "Aiemmin havaitsimme, että useissa materiaaleissa (kuparaatit [kuparioksidit] ja eräät orgaaniset materiaalit, kuten K₃C₆₀), tämä vaikutus näyttää olevan mahdollinen."

Uudessa teoksessa, joka on kuvattu Luontofysiikka, Cavalleri ja kollegat osoittivat, että materiaalin fotovirittäminen valonlähteellä, joka on viritetty 10 THz:iin, on paljon tehokkaampaa tehosteen tuottamisessa K:ssa.₃C₆₀ kuin aikaisemmat tekniikat. Tutkijat havaitsivatkin, että he voisivat tuottaa saman suprajohtavan tilan kuin aikaisemmissa tutkimuksissa 100 kertaa pienemmällä laservirtauksella. Tämä epätasapainoinen suprajohtava tila kestää nanosekunteja ja ilmestyy huoneenlämpötilassa, mikä tekee löydöstä "erityisen merkittävän", Cavalleri sanoo.

Uusi optinen lähde

Muutaman terahertsin alueen taajuudet ovat erityisen vaikeita tuottaa ultralyhyille pulssilasereille, ja uusin tulos on mahdollista kehittämällä uusi optinen lähde. Tämä lähde perustuu sirkutettuihin pulsseihin, ja MPSD-tutkijat valmistivat sen käyttämällä tekniikoiden yhdistelmää. Vuonna jatkotyössä Luonto Viestintä, he osoittivat lisäksi, että he pystyivät integroimaan lähteen sirulle, mikä heidän mukaansa voisi johtaa laajempaan valikoimaan optoelektronisia sovelluksia.

Tutkijoiden mukaan valonlähde, jolla on suurempi toistotaajuus – eli lyhyempi kesto peräkkäisten laserpulssien välillä – voisi mahdollistaa metastabiilin suprajohtavan tilan keston pidempään. "Jos pystyisimme toimittamaan jokaisen uuden pulssin ennen kuin näyte palaa ei-suprajohtavaan tasapainotilaan, suprajohtavaa tilaa voi olla mahdollista ylläpitää jatkuvasti", selittää tiimin jäsen Edward Rowe.

Cavalleri on vielä optimistisempi. "Olemme saavuttamassa järjestelmää, joka ei ole kaukana järjestelmästä, jossa voisi kuvitella ajavan suprajohtimia jatkuvilla aaltolähteillä saavuttaakseen vakaan tilan huoneenlämpötilassa", hän kertoo. Fysiikan maailma. "Voimme kuvitella saavamme tämän vaikutuksen vakaassa tilassa vain muutaman watin teholla." Suurin pullonkaula, hän lisää, on 10 THz:n jatkuvan aallon valonlähteiden pula.

Terahertsisäteily käyttää kompaktia ultranopeaa elektronidiffraktometriä

MPSD-tiimi aikoo nyt karakterisoida metastabiilin suprajohtavan tilan samalla tarkkuudella, joka on mahdollista tasapainossa, tavoitteenaan ymmärtää paremmin valoindusoidun suprajohtavuuden taustalla olevia mikroskooppisia mekanismeja. He toivovat muun muassa mittaavansa valtion magneettisia ja sähköisiä ominaisuuksia, atomirakennetta ja ehkä kvanttiilmiöitä, kuten elektronitunnelointia, läheisyysilmiöitä ja muita asiaan liittyviä ilmiöitä. "On myös mielenkiintoista ajatella uusia potentiaalisia sovelluksia tällaiselle systeemille kvanttioptoelektroniikassa", Cavalleri sanoo.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/terahertz-laser-induces-room-temperature-superconducting-phase-in-a-fullerene-compound/