Teraz relacjonują przebieg swoich badań w Nature Physics. W artykule opisali tzw. izolator Motta – tego typu materiały są w stanie przewodzić prąd, ale stają się izolatorami pod wpływem konkretnych czynników, takich jak niska temperatura bądź stymulowanie światłem. Właśnie ten ostatni wariant okazał się rzeczywisty w przypadku Ca2RuO4, na który skierowano wiązkę lasera.
Czytaj też: Spójność kwantowa przekroczyła istotną granicę. Nasi sąsiedzi skorzystali z diamentów
W toku obserwacji członkowie zespołu badawczego uzyskali rekordowo wysoką szczegółowość, dzięki której śledzili interakcje między elektronami. Kluczową rolę w tych detekcjach odegrały ultraszybkie impulsy promieniowania rentgenowskiego wykorzystane do wykrywania zmian strukturalnych w skalach pikosekundowych.
Jak wyjaśniają autorzy badań, o ile zazwyczaj szybkie elektrony reagują na bodźce i ciągną za sobą wolniejsze atomy, tak tutaj było zupełnie inaczej. Okazało się, że atomy reagowały szybciej niż elektrony. To z kolei doprowadziło do pytania: dlaczego sprawy przybrały tak zaskakujący obrót? W myśl jeden z hipotez nanotekstura materiału zawiera punkty odgrywające istotną rolę w zmianie układu sieci.
Obserwacje w skalach pikosekundowych dotyczące materiału Ca2RuO4 zostały przeprowadzone przy udziale wiązki lasera
Najnowsze ustalenia być może nie byłyby możliwe, gdyby nie ubiegłoroczne eksperymenty z udziałem promieniowania rentgenowskiego. Wtedy to naukowcy przeprowadzili wizualizację w przestrzeni rzeczywistej tego samego materiału w nanoskali. Wyciągnięte wnioski dały badaczom do myślenia, ponieważ zdali sobie sprawę, iż w niektórych materiałach przechodzenie między różnymi stanami może zachodzić nawet 100-krotnie szybciej niż ma to miejsce w innych, pozbawionych wspomnianej tekstury.
Czytaj też: Podzielili elektrony. Historyczny rezultat eksperymentów z nowatorskim materiałem w roli głównej
To z kolei okazuje się obiecujące w odniesieniu do praktycznych zastosowań. O jakich dziedzinach mowa? Chodzi przede wszystkim o różnego rodzaju urządzenia elektroniczne. Takowe mogłyby skorzystać z faktu, iż izolatory Motta mogą być izolatorami, gdy są przezroczyste, by gwałtownie stać się nieprzezroczystymi po wzbudzeniu do stanu metalicznego. W takim wypadku elektronika mogłaby stać się znacznie szybsza.
