Силовая микроскопия с временным разрешением с использованием метода модуляции времени задержки

Ранее был разработан метод сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) с временным разрешением, сочетая СТМ с лазерной технологией для достижения наноуровня пространственного разрешения и фемтосекундного временного разрешения. Этот метод сыграл важную роль в выяснении различной динамики фотовозбуждения. Однако зависимость СТМ от электрического тока между зондом и образцом ограничивает его применение проводящими материалами. В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Express, учёные разработала новую систему АСМ с временным разрешением, повысив ее работоспособность за счет объединения АСМ с уникальной технологией ультракоротких лазерных импульсов. Эта разработка позволяет измерять высокоскоростную динамику в более широком диапазоне материалов с нанометровым разрешением, включая изоляторы.

Гиперзвук исправит дефекты полупроводников

Коллектив исследователей из ФИАН и МФТИ разрабатывает подход, который в перспективе позволит без прямого контакта с полупроводником вылечивать в нем некоторые типы дефектов. Ученые демонстрируют возможность «выгонять» дефект из полупроводниковой структуры с помощью лазерного гиперзвука, а движение дефекта детектируют по тонким изменениям в структуре пространственного свечения кристалла. Исследование поможет в разработке простой и доступной технологии улучшения качества полупроводниковых гетероструктур. Работа опубликована в журнале Journal of Applied Physics.

Синхронизация фаз скручивания в двумерных материалах

Группа китайских исследователей использовала новую теорию, чтобы изобрести новый тип ультратонкого оптического кристалла с высокой энергоэффективностью, заложив основу для лазерных технологий следующего поколения. Созданный твист-нитрид бора (TBN) толщиной микрона является самым тонким оптическим кристаллом, известным в настоящее время в мире. По сравнению с традиционными кристаллами той же толщины его энергоэффективность повышена в 100–10 000 раз. "то достижение является оригинальной инновацией Китая в теории оптических кристаллов и создало новую область создания оптических кристаллов из двумерных тонкопленочных материалов легких элементов. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Лазерно-индуцированное позиционное и химическое переупорядочение решетки, генерирующее ферромагнетизм

Чтобы намагнитить железный гвоздь, нужно просто несколько раз провести по его поверхности стержневым магнитом. Однако существует гораздо более необычный метод: группа специалистов под руководством Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) некоторое время назад обнаружила, что определенный сплав железа можно намагничивать ультракороткими лазерными импульсами. Исследователи объединились с Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM) для дальнейшего изучения этого процесса. Обнаружено, что это явление происходит и с материалами другого класса, что значительно расширяет потенциальные перспективы применения. Рабочая группа представляет свои выводы в журнале Advanced Functional Materials.

Ускорение сгустка высокозарядных электронов до 10 ГэВ в 10-сантиметровом ускорителе кильватерного поля с помощью наночастиц

Исследователи из Техасского университета в Остине, нескольких национальных лабораторий, европейских университетов и техасской компании TAU Systems Inc. продемонстрировали компактный ускоритель частиц длиной менее 20 метров, производящий электронный луч с энергией 10 миллиардов электронвольт (10 ГэВ). В настоящее время в США действуют только два других ускорителя, которые могут достичь таких высоких энергий электронов, но длина обоих составляет около 3 километров.

Разработан новый подход для однократной характеристики ультракоротких лазерных импульсов на свободных электронах

Ученые из Шанхайского института перспективных исследований (SARI) Китайской академии наук предложили и подтвердили новый подход к однократной характеристике ультракоротких лазерных импульсов на свободных электронах, основанный на собственной спектральной интерферометрии. Их инновационный подход, опубликованный в журнале Physical Review Letters, предлагает многообещающее решение проблем сверхбыстрых научных экспериментов. Был использован эффект подтягивания частоты как способ вызвать спектральный сдвиг. Этот позволило генерировать как сверхбыстрый импульс излучения, так и опорный импульс из одного и того же электронного пучка, что обеспечило самопривязку спектральной интерферометрии импульса излучения. С помощью установки мягкого рентгеновского лазера на свободных электронах продемонстрировано, что этот подход может точно восстановить полную спектрально-временную информацию аттосекундных рентгеновских импульсов с частотой ошибок восстановления менее 6%.

Создание вихрей в сверхтекучей жидкости из света

Используя специальную комбинацию лазерных лучей в качестве очень быстрой мешалки, физики RIKEN создали множество вихрей в квантовой фотонной системе и отследили их эволюцию. Эту систему можно использовать для изучения новой экзотической физики, связанной с возникновением квантовых состояний из вихревой материи. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters. Команда создала специальную лазерную мешалку, объединив обычный лазерный луч с лучом, имеющим форму пончика. Частоты двух лучей немного отличались, и эта разность частот соответствовала частоте, необходимой для вращения поляритонов. Используя этот луч, исследователи могли контролировать их скорость и направление вращения, а также создавать вихри по своему желанию. Показано, что чем быстрее вращение, тем больше вихрей можно захватить вблизи оси вращения.

Обнаружена новая фаза сверхгорячего льда высокой плотности

Планеты Уран и Нептун представляют собой богатые водой газовые гиганты. На них экстремальное давление в 2 миллиона раз превышает давление в атмосфере Земли. Они также горячи, как поверхность Солнца. В этих условиях вода демонстрирует экзотические фазы льда высокой плотности. Используя мощные лазеры для воспроизведения необходимых экстремальных условий, физики впервые наблюдали одну из этих фаз, получившую название «Лед XIX» (Ice XIX). Они измерили структуру Ice XIX с помощью прибора «Материя в экстремальных условиях» в Linac Coherent Light Source, новаторской рентгеновской лазерной установке, чтобы показать, что атомы кислорода упаковываются в объемно-центрированную кубическую структуру, в то время как атомы водорода движутся свободно, как жидкость, резко увеличивающая проводимость. Их статья была опубликована в журнале Scientific Reports.

Сверхбыстрая динамика многих тел в пикосекундном масштабе в ультрахолодном атомном изоляторе Мотта с ридберговским возбуждением

Исследовательская группа под руководством профессора Кенджи Омори из Института молекулярных наук Национального института естественных наук использует искусственный кристалл из 30 000 атомов, выстроенных в кубическую решетку с шагом 0,5 микрона, охлажденный до температуры, близкой к абсолютному нулю. Манипулируя атомами с помощью специального лазерного света, который мигает в течение 10 пикосекунд, им удалось выполнить квантовое моделирование магнитных материалов. Результаты были опубликованы в Интернете в журнале Physical Review Letters.

Спектроскопия высоких гармоник динамики рассеяния низкоэнергетических электронов в жидкостях

Международная группа исследователей из Института структуры и динамики материи Макса Планка (MPSD) в Гамбурге и ETH Цюриха продемонстрировала, что можно исследовать динамику электронов в жидкостях с помощью интенсивных лазерных полей и определить длину свободного пробега электронов — среднее расстояние, которое может пройти электрон до столкновения с другой частицей. Обнаружено, что механизм, с помощью которого жидкости излучают определенный световой спектр, известный как спектр высоких гармоник, заметно отличается от механизма в других фазах вещества, таких как газы и твердые тела. Результаты команды открывают дверь к более глубокому пониманию сверхбыстрой динамики в жидкостях.