Возбуждение электронов записали на видео

Четыре стоп-кадра возбуждения электронов. По вертикальной оси - энергия, по горизонтальной - импульс электронов. Фото Yihua Wang & Nuh Gedik

Инженеры из Массачусетского технологического университета записали на видео возбуждение электронов, происходящее на поверхности топологических изоляторов. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко ее содержание можно прочитать на сайте университета.

Записать динамику электронного феномена, который длится не более 5 пикосекунд (10-12 секунд) удалось при помощи особого вида спектроскопии. Вначале поверхность материала облучали возбуждающим электроны лазерным импульсом. После некоторой паузы следовала вторая вспышка света, которая падала на электроны, уже находящиеся в возбужденном состоянии. Анализируя спектр отраженного света, ученые получали данные о состоянии электронов в момент второго импульса. Паузу между первой и второй вспышками постепенно увеличивали, что позволило получить динамическую картину возбуждения.

Сложность подобного эксперимента заключается в том, что для изучения таких быстрых явлений, как возбуждение электронов, требуются лазеры, способные выдавать крайне короткие вспышки. Длительность импульса лазера, который применили ученые, не превышала нескольких фемтосекунд (10-15 секунд). Для сравнения: расстояние, которое проходит свет за одну секунду составляет 300 тысяч километров, за одну фемтосекунду - 300 нанометров. Ранее инженеры использовали такой лазер, чтобы "заглянуть за угол" - восстановить изображение по рассеянному свету короткого импульса.

В результате авторам удалось показать, как поверхностные электроны в селениде висмута проникают вглубь материала и как этот процесс зависит от температуры.

Топологическими изоляторами называют недавно открытые вещества, у которых резко отличаются свойства электронов на поверхности и в глубине материала. В них, например, существуют такие направления, вдоль которых проведение тока происходит без затраты энергии. При этом внутри материал остается изолятором.

Обсудить
Наука и техника00:0225 сентября

Посыпали пеплом

Необратимая катастрофа навсегда изменит жизнь на Земле
Наука и техника00:0424 сентября

Порошок, уходи

Землю ждет вторжение инопланетян и уничтожение Солнца: обзор Destiny 2
01:4820 сентября
Арабы на выход: курды проголосовали за независимость
Референдум навсегда изменил Ближний Восток
Падший дьявол
Неуловимый наркобарон основал культ убийц и варил человеческие мозги в котле
Ангела Меркель Без свастик
Немецкие ультраправые впервые с 1945 года оказались у власти
«Увидел чеченца и понял — будут унижать»
Бежавший в Германию российский гей захотел дать эмиграции задний ход
Свобода для скотовода
В лучшем городе США изгнали политиков с полицейскими и погрязли в хаосе
Виталик БутеринСюрприз от Виталика
Кто убьет традиционную экономику
Пирамида изгоев
Кому выгодна смерть биткоина
День пенсионного единства
ПФР поднимает уровень знаний о пенсионной системе по всей России
Жить будем
Россияне обнищают, зато не умрут с голода
Посыпали пеплом
Необратимая катастрофа навсегда изменит жизнь на Земле
Порошок, уходи
Землю ждет вторжение инопланетян и уничтожение Солнца: обзор Destiny 2
Перед парадом вермахта и Красной армии в Бресте«Появилась бы "бандеровская Украина" под контролем Германии»
Зачем Сталин подружился с Гитлером и устроил парад Красной армии с вермахтом
Машины, которые вы никогда не увидите
7 ну очень редких машин, встретить которые в пробке практически невозможно
Тест: узнай машину без «одежды»
Попробуйте опознать автомобили, у которых нет кузовных панелей
Классическая история
Душевные ролики про самые красивые спорткары XX века
«Мерседес», выдыхай!
Как сделать седан S-класса намного шире и не вызвать ни у кого подозрений