× закрывать
Схематическое изображение спектроскопии тонкой структуры рентгеновского поглощения (XAFS) в твердотельном материале. Поглощение XAFS можно понимать как возникающее в результате вклада отдельных атомов (синий цвет) и вклада рассеяния фотоэлектронного волнового пакета на соседних атомах (красный цвет). Первая, известная как ближнекраевая структура рентгеновского поглощения (XANES), исследует связанные состояния и обеспечивает отображение незанятой плотности состояний, которые изображаются вместе с репрезентативной схемой зонной структуры. Последний, называемый расширенным XAFS (EXAFS), модулируется по амплитуде из-за интерференции исходящих и обратно рассеянных фотоэлектронных волновых пакетов выше потенциала ионизации и предоставляет информацию о пространственном положении ядер. CB, зона проводимости; ВБ – валентная зона; SXR, мягкий рентген; DOS, плотность состояний. Кредит: Сверхбыстрая наука (2023). DOI: 10.34133/ultrafastscience.0004
Многочастичное взаимодействие зарядов (электронов) и ядер (фононов) играет решающую роль в определении свойств и функций молекул и твердых тел. Точное коррелированное движение этих частиц приводит к различной проводимости, способности аккумулировать энергию, фазовым переходам и сверхпроводимости. Теперь команда профессора ICREA из ICFO Йенса Бигерта разработала аттосекундную спектроскопию мягкого рентгеновского излучения на уровне ядра как метод наблюдения коррелированного взаимодействия между зарядами и фононами в реальном времени.
Аттосекундная мягкая рентгеновская спектроскопия основана на использовании ультракоротких импульсов с энергиями фотонов, охватывающими весь диапазон водного окна. Через высший порядок генерация гармоник С помощью интенсивного коротковолнового инфракрасного импульса длительностью в несколько циклов команда успешно сгенерировала яркий импульс длительностью 165 аттосекунд с энергией фотонов до 600 эВ. Направляя этот ультракороткий мягкий рентгеновский импульс в образец, фотоны высокой энергии могут перевести электроны в K- или L-оболочке в незанятое или непрерывное состояние.
Эта абсорбционная спектроскопия мягкого рентгеновского излучения предоставляет исследователям мощный инструмент для одновременного раскрытия электронных и структурных характеристик материала.
Этот метод позволяет делать снимки атомного масштаба с аттосекундным разрешением, предлагая беспрецедентное понимание переплетенного поведения электронов и фононов. Поскольку понимание природы неравновесных и коррелированных взаимодействий необходимо для прогресса в науке о конденсированных средах и разработке интеллектуальных материалов с заданными свойствами, эти знания служат основой для различных приложений, включая эффективное сбор света, хранилище энергиии обработка информации.
Исследование опубликовано в журнале Сверхбыстрая наука.
Больше информации:
Адам М. Саммерс и др., «Реализация аттосекундной рентгеновской спектроскопии на уровне ядра для исследования систем конденсированного вещества», Сверхбыстрая наука (2023). DOI: 10.34133/ultrafastscience.0004
Предоставлено Ultrafast Science
2023-10-11 20:23:25
1697057361
#Реализация #аттосекундной #рентгеновской #спектроскопии #на #уровне #ядра #для #исследования #конденсированных #систем
