Команда, в которую входят Томас Данц и профессор Клаус Роперс, воспользовалась необычным свойством материала, состоящего из атомарно тонких слоев атомов серы и тантала. При комнатной температуре его кристаллическая структура искажается на крошечные волнообразные структуры – образуется «волна зарядовой плотности».
При более высоких температурах происходит фазовый переход, при котором исходные микроскопические волны внезапно исчезают. Электропроводность также сильно меняется, что является интересным эффектом для наноэлектроники.
В своих экспериментах исследователи индуцировали этот фазовый переход короткими лазерными импульсами и записали пленку реакции волны зарядовой плотности. «Мы наблюдаем быстрое формирование и рост крошечных регионов, в которых материал был переведен на следующую фазу», – объясняет первый автор Томас Данц из Геттингенского университета. «Сверхбыстрый просвечивающий электронный микроскоп, разработанный в Геттингене, предлагает сегодня самое высокое временное разрешение для такой визуализации в мире.«Особенность эксперимента заключается в недавно разработанной технике визуализации, которая особенно чувствительна к специфическим изменениям, наблюдаемым при этом фазовом переходе. Физики Геттингена используют его для получения изображений, состоящих исключительно из электронов, рассеянных волнистостью кристалла.
Их передовой подход позволяет исследователям получить фундаментальное представление о структурных изменениях, вызванных светом. «Мы уже в состоянии перенести нашу технику визуализации на другие кристаллические структуры», – говорит профессор Клаус Роперс, руководитель направления нанооптики и сверхбыстрой динамики в Геттингенском университете и директор MPI по биофизической химии. «Таким образом, мы не только отвечаем на фундаментальные вопросы физики твердого тела, но и открываем новые перспективы для оптически переключаемых материалов будущего, интеллектуальной наноэлектроники."