Автор AZoNano 23 апреля 2021

Неустойчивая решеточная спектроскопия – это элегантный метод, который использует два лазерных импульса для активации среды путем создания интерференционной картины, состоящей из параллельных полос возбуждений, которые могут быть тепловыми, электронными, магнитными или даже структурными. Глубину модуляции рисунка и его эволюцию можно измерить путем дифракции третьего зондирующего луча с задержкой по времени на переходной решетке.

Глубина модуляции уменьшается по мере распространения начального возбуждения через материал. Расстояние между полосами определяется длиной волны импульсов, используемых для создания решетки, которая в видимой ультрафиолетовой части спектра составляет порядка сотен нанометров.

Решеточная спектроскопия переходных процессов – мощный инструмент для мониторинга транспортных свойств материала, будь то тепло, электрический или магнитный поток или структура. В условиях миниатюризации устройств необходимость достижения режима наномасштабного транспорта становится все более острой. Транспортные свойства в нанометровом масштабе полностью неизвестны и, как ожидается, будут сильно отличаться от свойств в микрометровом или более крупном масштабе. Это требует использования коротковолнового излучения и, в частности, рентгеновских лучей. Основная задача состоит в том, чтобы пересечь два рентгеновских луча, чтобы создать решетку с нанометровым размером шага.

Теперь международная группа ученых использовала так называемый эффект Тальбота для создания интерференционной картины с жесткими рентгеновскими лучами на длине волны субнанометра (0,17 нм). Сотрудничество включает LSU и LACUS (Majed Chergui) в EPFL, PSI (Cris Svetina), MIT (Keith Nelson), лазер на свободных электронах FERMI в Триесте (Claudio Masciovecchio), Université Jean-Monnet-Saint-Etienne ( Жереми Руссель) и Европейская лаборатория нелинейной спектроскопии во Флоренции (Ренато Торре) и другие. Ученые использовали швейцарский рентгеновский лазер на свободных электронах (SwissFEL) в PSI.

Результаты опубликованы в Nature Photonics они показывают, что временная решетка возбуждения затухает за десятки фемтосекунд до пикосекунд, показывая фононный отклик материала. Исследователи исследовали решетку с помощью оптического импульса на длине волны 400 нм. Это первая демонстрация спектроскопии на нестационарной решетке с жестким рентгеновским излучением, которая открывает путь к захватывающим и новым разработкам.

«Переходная решетка жесткого рентгеновского излучения уникально подходит для исследования явлений переноса в наномасштабе в объемных и наноструктурированных материалах, неупорядоченных материалах и даже в жидкостях», – говорит Маджед Шерги. «Будущие эксперименты могут открыть поле для приложений в определении характеристик материалов, особенно для наноэлектроники, нанооптики и наномагнетизма».

Источник: http://www.epfl.ch/index.en.html