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2024-07-11 10:12:17
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エネルギー省の高速「電子カメラ」でスナップショットを撮りながら SLAC国立加速器研究所研究者らは、光の操作に有望なアプローチを提供する極薄材料の新たな挙動を発見した。この手法は、光を検出、制御、または放出するデバイス（総称してオプトエレクトロニクスデバイス）や、材料内で光がどのように偏光するかを調査するデバイスに役立つだろう。オプトエレクトロニクスデバイスは、発光ダイオード（LED）、光ファイバー、医療用画像など、私たちの日常生活に関わる多くの技術で使用されている。
報道によれば ナノ文字SLACとスタンフォード大学のアーロン・リンデンバーグ教授が率いる研究チームは、光学機器に使用される偏光に適した特性を持つタングステンジテルル化物の超薄膜を特定の方向に向け、線形テラヘルツ放射にさらすと、入射光を円偏光させることを発見した。
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テラヘルツ放射は、電磁スペクトルのマイクロ波領域と赤外線領域の間にあり、材料の特性を評価および制御する新しい方法を可能にします。科学者は、将来の光電子デバイスの開発のためにその光を利用する方法を見つけたいと考えています。
テラヘルツ光下での物質の挙動を捉えるには、超高速での相互作用を記録できる高度な機器が必要であり、SLACの世界最先端の超高速電子回折装置（電子ビーム）で リニアックコヒーレント光源 (LCLS) はまさにそれを実現します。MeV-UED は通常、電子ビームをサンプルに当てた後に電子がどのように散乱するかを測定することで原子の動きを視覚化するために使用されますが、この新しい研究では、フェムト秒電子パルスを使用して、電子を前後に揺らす入射テラヘルツパルスの電界と磁界を視覚化しました。この研究では、円偏光は、直線ではなく円形のパターンを示す電子の画像によって示されました。
この極薄材料の厚さはわずか50ナノメートル。「これは、この種の反応を誘発するのに通常必要な厚さの1,000～10,000倍の薄さです」とリンデンバーグ氏は言う。
研究者たちは、2次元（2D）材料として知られるこれらの極薄材料を使用して、光電子デバイスをより小型化し、より多くの機能を持たせることに期待を寄せています。リンデンバーグ氏は、レゴを積み重ねるように、2D構造の層からデバイスを作成することを思い描いていると述べました。各2D構造は異なる材料で構成され、特定の種類の光学応答を生成するように正確に配置されます。これらの異なる構造と機能を組み合わせると、医療用画像やその他の種類の光電子デバイスなどの潜在的な用途が見つかるコンパクトなデバイスを作成できます。
「この研究は、テラヘルツ光場を操作するための私たちのツールボックスにおける新たな要素であり、これにより、興味深い方法で材料やデバイスを制御する新しい方法が可能になる可能性がある」とリンデンバーグ氏は述べた。
参考文献: Sie EJ、Othman MAK、Nyby CM、他極薄異方性半金属における巨大なテラヘルツ複屈折。 ナノレット。 2024;24(20):6031-6037. 土井: 10.1021/acs.nanolett.4c00758
この記事は以下のサイトから転載したものです 材料注: 資料は長さや内容が編集されている可能性があります。詳細については、引用元にお問い合わせください。当社のプレスリリースの公開方針は、 ここ。
#高速電子カメラが極薄材料における新たな光のねじれ挙動を解明