Comunicato Stampa: Dare un “calcio” agli atomi per far diventare trasparente un materiale
Un team ricercatori di Italia, Germania e Stati Uniti, in uno studio pubblicato su Nature Physics, dimostra come in un ossido di Rame l’eccitazione degli atomi con un campo infrarosso possa migliorare altre proprietà del materiale. |
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Fig.: Impressione artistica di trasparenza indotta nel CuGeO3, |
Tutti i dispositivi optoelettronici funzionano sulla base di come i materiali assorbono, trasmettono o riflettono la luce. Per questo, comprendere come i materiali interagiscono con la radiazione a livello atomico non solo aiuta a decidere quale materiale scegliere per una determinata applicazione - ad esempio nel campo delle telecomunicazioni o della sensoristica -, ma apre anche allo sviluppo di materiali con proprietà sempre nuove. Una collaborazione tra ricercatori provenienti da Italia, Germania e Stati Uniti ha dimostrato come in un ossido di Rame (CuGeO3) far vibrare gli atomi forzatamente, “calciandoli” con un impulso laser a infrarossi, può rendere il materiale trasparente per tempi brevissimi (meno di 10-12 secondi). Questo risultato apre la strada ad altre applicazioni in cui l’eccitazione con un campo infrarosso può essere usata per migliorare altre proprietà del materiale come, ad esempio, la superconduttività e controllarle su scale temporali ultraveloci. Il lavoro è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Physics. La progettazione di materiali complessi con nuove funzionalità richiede la comprensione delle interazione tra i diversi costituenti della materia, come ad esempio l’interazione tra gli elettroni e le vibrazioni dei cristalli - i cosiddetti fononi. L’interazione tra questi diversi costituenti della materia può essere di natura incoerente o coerente. Mentre la prima è di solito il risultato delle fluttuazioni dei nuclei indotte dalla temperatura, la seconda si raggiunge quando gli atomi si muovono all’unisono, in modo coerente. In questo lavoro, i ricercatori hanno utilizzato un campo elettrico risonante con le vibrazioni proprie del cristallo per rendere unisono (coerente) il movimento degli atomi. |
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In particolare hanno mostrato che in questo modo è possibile controllare le posizioni degli atomi di ossigeno che circondano gli ioni Cu2+ in un cristallo di CuGeO3. Questo fa si che si possa controllare dinamicamente il campo elettrico elettrico in cui gli ioni Cu2+ sono immersi che ne determina l’assorbimento di luce visibile. |
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Contatto: daniele.fausti@elettra.eu
Comunicato Stampa:
Dare un “calcio” agli atomi per far diventare trasparente un materiale. 
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Articolo Originale: Marciniak, A., Marcantoni, S., Giusti, F. et al.: 'Vibrational coherent control of localized d–d electronic excitation' Nature Physics (4 gennaio 2021).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-020-01098-8
