محققان حرکات فوق‌سریع الکترون‌ها را ضبط کردند

کشف جدید در مقیاس زیرنانومتری

محققان موفق شدند رقص هماهنگ الکترون‌ها را در کوچک‌ترین مقیاس ممکن ثبت کنند؛ کشفی که می‌تواند راهگشای نسل جدیدی از فناوری‌های نوری و الکترونیکی باشد.

به گزارش خبرگزاری ایده رسانه، محققان برای نخستین بار موفق به ثبت دقیق حرکات سریع و هماهنگ الکترون‌ها شدند که در مقیاسی کمتر از یک نانومتر و در بازه‌های زمانی فوق‌العاده کوتاه رخ می‌دهد. این پدیده که به عنوان رزونانس پلاسمونی (plasmonic resonance) شناخته می‌شود، توانایی به دام انداختن نور برای مدت کوتاهی را دارد. این قابلیت تاکنون در حوزه‌هایی مانند تبدیل نور به انرژی شیمیایی، بهبود دستگاه‌های حساس به نور و حتی تولید برق از نور خورشید کاربرد داشته است.

در این پژوهش تیمی بین‌المللی از محققان با استفاده از پالس‌های نوری فوق سریع اتوثانیه‌ای (معادل ۱۰^-۱۸ ثانیه)، رفتار الکترون‌ها را در مولکول‌های کربنی کروی‌شکل که تنها ۰.۷ نانومتر قطر دارند، بررسی کردند. آنها فرآیند تحریک الکترون‌ها تا بازگشت آنها به حالت عادی را با دقت زمانی بین ۵۰ تا ۳۰۰ اتوثانیه ثبت کردند. نتایج نشان داد که الکترون‌ها با هماهنگی بالا و مانند گروهی از رقاصان منظم حرکت می‌کنند.

شوبادیپ بیسواس (Shubhadeep Biswas)، نویسنده اصلی مقاله و دانشمند پروژه می‌گوید: «این یافته‌ها برای نخستین بار نشان می‌دهد که اندازه‌گیری‌های اتوثانیه‌ای می‌توانند بینش‌های ارزشمندی درباره رزنانس‌های پلاسمونی در مقیاس‌های کوچک‌تر از یک نانومتر ارائه دهند.» این کشف راه را برای مطالعه ذرات فوق-کوچک باز کرده و ویژگی‌های پلاسمونی جدیدی را آشکار می‌کند که می‌توانند کارایی فناوری‌های موجود را افزایش داده و کاربرد‌های نوینی ایجاد کنند.

پدیده رزنانس پلاسمونی پیش‌تر در سیستم‌هایی با ابعاد چند سانتی‌متر تا ۱۰ نانومتر مورد مطالعه قرار گرفته بود. اما مشاهده این پدیده در مقیاس زیرنانومتری و زمان‌بندی دقیق آن به دلیل محدودیت فناوری ممکن نبود. پیشرفت در تکنولوژی لیزر و استفاده از پالس‌های نور فوق سریع، امکان بررسی این پدیده را فراهم کرد.