FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры

Физики из МГУ наблюдали превращение диэлектрика в проводник

Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с российскими и немецкими коллегами исследовали изменение поведения электронов в одном из видов диэлектриков и с высоким временным разрешением и проследили за превращением материала в проводник под действием ультракоротких импульсов лазера. Использованный метод можно применять для изучения процессов, протекающих с высокой скоростью. Теоретическое исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.

Авторы статьи рассматривали моттовский диэлектрик, свойства которого связаны с сильным взаимодействием электронов. Необходимость учитывать это взаимодействие и затрудняла ранее изучение процессов в моттовских диэлектриках. В этой работе для его исследования физики использовали метод спектроскопии высоких гармоник. Он заключается в том, что на материал направляют очень короткие, в масштабах десятков или сотен фемтосекунд (квадриллионных долей секунды), импульсы лазера с заданными характеристиками. При отражении луча от материала эти характеристики изменяются, в том числе часть фотонов приобретает в десятки раз большую энергию и частоту колебаний, чем фотоны исходного импульса (это и называется генерацией оптических гармоник). По изменению характеристик луча можно судить о свойствах материала.

«Эксперименты начались около 20 лет назад, и тогда в основном изучали, как свет воздействует на молекулы или атомы. Последние лет пять экспериментаторы начали переключаться на твердое тело, на кристаллы. Известно, что в кристаллах важны эффекты, связанные с тем, что множество электронов взаимодействуют друг с другом. Однако в описании генерации высоких гармоник от твердого тела до сих пор о таких многочастичных эффектах речи не шло. Наша теоретическая статья — это первая попытка исследования того, как многочастичная физика будет себя проявлять при генерации сверхвысоких оптических гармоник», — рассказал один из авторов статьи, профессор физического факультета МГУ Алексей Рубцов.

Физики исследовали изменения свойств моттовского диэлектрика под действием лазерных импульсов. Его диэлектрическое состояние возникает благодаря тому, что энергия взаимодействия электронов (отталкивания друг от друга отрицательно заряженных частиц) выше их средней кинетической энергии. В результате электроны не могут свободно передвигаться внутри материала, и он не проводит электрический ток.

При попадании луча на поверхность моттовского диэлектрика многочастичное состояние электронов перестраивается под действием сильного переменного поля. Кинетическая энергия электронов возрастает, материал теряет свойства диэлектрика. Этот процесс и удалось исследовать с помощью спектроскопии высоких гармоник.

Продолжение исследования, по мнению авторов работы, зависит от достижений ученых-экспериментаторов. «Как только они увидят что-нибудь похожее, будет ясно, куда двигаться дальше, в первую очередь, в описании конкретных результатов экспериментов», — добавил Алексей Рубцов.

Исследование проводилось совместно с учеными из Института нелинейной оптики и спектроскопии имени Макса Борна, Российского квантового центра, Московского физико-технического института, Берлинского технического университета, Королевского колледжа в Лондоне и Берлинского университета имени Гумбольдта.

 

Фото: График показывает вероятность обнаружить два электрона на узле в зависимости от времени (горизонтальная ось) и величины межэлектронного взаимодействия (вертикальная ось).

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Ученые нашли «спусковой крючок» болезни Альцгеймера

Группе ученых из МГУ в сотрудничестве с коллегами из Института молекулярной биологии РАН и Лондонского королевского колледжа удалось разобраться в механизме развития

Российские ученые научились добывать трудноизвлекаемую нефть

Ученые разработали новый метод получения химических комплексов для фотогальванических элементов

Группа российских исследователей при участии ученых из МГУ имени М.В.Ломоносова разработали новый метод синтеза субфталоцианиновых комплексов, которые можно будет использовать для создания фотогальванических элементов.

Биологи из МГУ исследовали клеточный каннибализм в раковых опухолях

Российские ученые совершили прорыв в улучшении изделий из металла