Ученые заставили атомы «танцевать» с помощью лазеров
Ученые из Мичиганского государственного университета разработали методику влияния на атомы быстрыми лазерными импульсами, позволяющую временно изменять характеристики материалов. Этот подход способен стать основой для разработки миниатюрных и высокоэффективных электронных приборов будущего, включая смартфоны нового поколения, пишет ScienceDaily.
Команда специалистов под руководством Тайлера Кокера использовала уникальный материал — дителлурид вольфрама (WTe₂). Его структура представляет собой слой атомов вольфрама, расположенный между двумя слоями теллура. Эксперты провели ряд экспериментов, исследуя этот материал с помощью специального сканирующего туннельного микроскопа собственной конструкции. Обычные микроскопы применяются для изучения мелких объектов, невидимых глазу, вроде клеток, но прибор Кокера способен показывать отдельные атомы на поверхности изучаемого вещества. Для этого используется ультраострое металлическое острие, которое движется по поверхности материала, считывая положение атомов электрическим сигналом.
Во время экспериментов ученые применяли сверхбыстродействующий лазер, генерирующий терагерцовые световые импульсы частотой порядка сотен триллионов герц. Эти импульсы направлялись на острие микроскопа, усиливаясь там настолько, что оказывали влияние на верхний слой атомов. Они сдвигали его относительно соседних слоев и выводили из устойчивого положения. Такой эффект похож на ситуацию, когда верхняя страница в стопке бумаги немного изгибается.
Освещенный лазерными импульсами материал демонстрировал необычное поведение: верхний слой начинал проявлять новые электронные свойства, не характерные для исходного состояния. Ученые пришли к выводу, что комбинация терагерцового излучения и иглы микроскопа способна служить своеобразным нанопереключателем, позволяющим временно изменять электрические характеристики материала. Таким образом, благодаря высокочувствительному оборудованию удалось визуально зафиксировать процесс движения атомов и запечатлеть состояние переключателя в положениях «включен» и «выключен».
Ранее в России создали альтернативу дорогостоящим сплавам для транспорта.
