Rock'N'Control：物理学家使用原子振荡来控制相转变

时间：2022-02-06 10:58:05来源：

艺术家对由光脉冲控制的硅晶体上的铟原子的相位过渡的印象。

“童本化学”的目标是用短的光闪烁和控制化学反应。使用连续的激光脉冲，可以精确地振动原子键并根据需要断开。到目前为止，这已经证明了所选分子。哥廷根大学的研究人员和Max Planck生物物理化学研究所已经成功地将该原理转移到固体上，控制其表面上的晶体结构。研究结果已发表在《自然》杂志上。

该团队由Jan Gerrit Horstmann和克劳斯教授Ropers蒸发了一层非常薄的铟层，然后将晶体冷却至-220摄氏度。虽然铟原子在室温下形成导电金属链，但它们在这种低温下自发地重新排列成电绝缘六边形。该过程称为两个阶段之间的过渡 - 金属和绝缘 - 并且可以通过激光脉冲切换。然后，研究人员然后用两个短的激光脉冲照射冷表面，然后之后立即观察使用电子束的铟原子的布置。他们发现激光脉冲的节奏对表面可以切换到金属状态的有效性具有相当大的影响。

由于第一作者Jan Gerrit Horstmann解释，可以通过表面上的原子振荡来解释这种效果：“为了从一个州到另一个州，原子必须以不同的方向移动，并在这样做克服了一种类似于过山车骑的山丘。然而，单个激光脉冲对此是不够的，并且原子仅仅来回摆动。但像摇摆运动一样，正确时间的第二个脉冲可以为系统提供足够的能量，以使过渡成为可能。“在实验中，物理学家观察了原子的几个振荡，这以非常不同的方式影响转化。

他们的调查结果不仅有助于对快速结构变化的基本理解，而且还为表面物理学开辟了新的视角。“我们的结果表明，控制原子规模的光能转换的新策略，”哥廷根大学物理学院的绳索表示，他也是Max Planck生物物理化学研究所的董事。“使用激光脉冲序列的固体中原子的运动的靶向控制也可以使其具有完全新的物理和化学性质的以前的可靠结构。”

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参考：Jan Gerrit Horstmann，HannesBöckmann，毛景观机智，Felix Kurtz，Gero Storeck和Claus绳索，7月8日，Nature.doi：
10.1038 / s41586-020-2440-4

该工作由德国研究基金会（DFG）和欧洲研究理事会（ERC）提供资金。