新的激光量子成像器一次将其生命一定的时间达到一亿

时间：2021-08-31 08:52:06 来源：

极端紫外线的超快脉冲在白色等离子体的气体射流中产生，并且在磷光体筛网上的蓝色点以及来自氧荧光的黄色梁可见。

首次，研究人员已经能够记录，逐帧，电子如何与固体中的某些原子振动相互作用。该技术捕获了一个过程，通常在其他情况下通常导致材料中的电阻可能导致耐受性的确切相反，或超导。

“电子互相交流的方式和微观环境确定了所有固体的性质，”英国哥伦比亚大学（UBC）博士学生和学习联合主导作者的孟兴娜表示，上周在科学中发表。“一旦我们确定定义了材料属性的主导显微镜相互作用，我们就可以找到”转起“或”向下“互动以引出有用的电子特性的方法。”

控制这些相互作用对于量子材料的技术开发是重要的，包括超导体，用于MRI机器，高速磁悬浮列车，并且一天可以彻底改变能量如何运输。

在微小的鳞片下，所有固体中的原子不断振动。电子和原子之间的碰撞可以被视为电子和振动之间的“散射”事件，称为声子。散射会导致电子改变其方向及其能量。这种电子 - 声子相互作用位于许多异种阶段的心脏，其中材料显示出独特的性质。

通过支持戈登和贝蒂摩尔基金会的支持，UBC Stewart Blusson量子物质研究所（SBQMI）的团队开发了一种新的极端紫外激光源，以使得一种称为时间分辨的光曝光光谱的技术，用于在超快速时间尺度处可视化电子散射过程。

“使用超短激光脉冲，我们兴奋地远离常用的平衡环境，”Na说。“使用第二激光脉冲作为有效的相机快门，我们捕获了电子如何在时间尺度上与周围原子散射的速度快于秒的数量。由于我们设置的非常高的灵敏度，我们能够直接衡量 - 激发电子如何与特定的原子振动或声子相互作用。“

研究人员对石墨进行了实验，碳的结晶形式和碳纳米管，抗皱球和石墨烯的母体化合物。碳基电子是一种不断增长的工业，贡献电阻的散射过程可能会限制它们在纳米电子学中的应用。

该方法利用David Jones和Andrea Damascelli构思的独特的激光设施，并由联合领导作者Arthur Mills在UBC-Moore Centrs进行超短速量子物质开发。该研究还得到了斯坦福大学的托马斯·德莱群组和北卡罗来纳州立大学亚历山大·克梅珀的理论合作。

“由于脉冲激光来源的最近进步，我们才开始可视化量子材料的动态特性，”UBC的SBQMI和物理学和天文部门教授琼斯说。

“通过应用这些开创性技术，我们现在已经准备揭示了高温超导性和许多其他令人着迷现象的昆腾物质的难以捉摸的现象，”SBQMI科学总监大巴斯马里蒂说。

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参考：“直接确定时域中的模式投影电子 - 声子耦合”MX Na，AK磨坊，F.Boschini，M. Michiardi，B.NoSarzewski4，RP Day，E.Razzoli，A. Sheyerman，M. Schneider， G. Levy，S. Zhdanovich，TP Devereaux，AF Kemper，DJ Jones和A. Demascelli 2019年12月6日，Science.Doi：
10.1126 / science.aaw1662

该作品得到了戈登和贝蒂摩尔基金会的EPIQS倡议（Grant GBMF4779至A.D.和D.J.J.）的支持，自然科学和工程研究委员会，加拿大创新基金会，B.C.知识发展基金，以及加拿大第一次研究卓越基金。

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