Die Central Laser Facility (CLF) des Science and Technology Facilities Council (STFC) feiert die Veröffentlichung des ersten Artikels aus ihrem neu modernisierten Artemis-Laborraum.
Die Studie verwendete kurze Lichtimpulse an der 1-kHz-Beamline von Artemis, um das Quantenmaterial Tantaldiselenid (1T-TaSe2) zu untersuchen, um die Bewegung von Elektronen und Ionen innerhalb von Materialien in Echtzeit zu visualisieren und wertvolle Einblicke in sein komplexes Verhalten zu erhalten.
Der Befund unterstreicht die Rolle der Kristallgitter beim Antreiben und Stabilisieren von Phasenübergängen in Quantenmaterialien. Dieses Verständnis könnte zum Design von Materialien mit einzigartigen elektronischen Eigenschaften führen und wurde durch die fortschrittlichen Fähigkeiten des Artemis-Labors ermöglicht.
Artemis, das Teil des Research Complex at Harwell (RCaH) auf dem STFC Harwell Campus in Oxfordshire ist, ist eine hochmoderne Einrichtung, die sich der Untersuchung der ultraschnellen Bewegung von Elektronen in Molekülen und neuartigen Materialien widmet. Es wurde Ende 2021 eröffnet und hat entscheidende Einblicke in das Verhalten von Ladungsdichtewellenübergängen (CDW) in Quantenmaterialien geliefert.
Quantenmaterialien, die einzigartige Eigenschaften aufweisen, waren Gegenstand intensiver Forschung in der Physik der kondensierten Materie.
Um die grundlegenden Wechselwirkungen zu verstehen, die innerhalb dieser Materialien auftreten, bietet der STFC Artemis-Laborbereich modernste Fähigkeiten, darunter ultraschnelle Laserquellen, XUV-Beamlines und Endstationen für Molekulardynamik, Physik der kondensierten Materie und Bildgebung. Die Anlage ist eine der wenigen weltweit, die in der Lage ist, Prozesse aufzuzeichnen und zu erfassen, die in Femtosekunden-Zeitskalen ablaufen.
Die Ergebnisse, die Artemis hervorbringen kann, fördern nicht nur die Entwicklung innovativer Technologien, sondern erweitern auch unser grundlegendes Verständnis der komplizierten Physik der Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie.
Diese neueste Forschung wurde von Dr. Enrico Da Como von der Universität Bath in Zusammenarbeit mit Dr. Charles James Sayers von der Polytechnischen Universität Mailand und Dr. Ettore Carpene vom Institut für Photonik und Nanotechnologien des Italienischen Nationalen Forschungsrates geleitet (CNR).
Das Papier wurde von der veröffentlicht Briefe zur körperlichen Überprüfung.
Dr. Charles James Sayers, Research Fellow in der Gruppe für ultraschnelle Spektroskopie an der Polytechnischen Universität Mailand, sagt: „Die Verwendung ultrakurzer Lichtpulse in der Größenordnung von Femtosekunden, wie sie in der Artemis-Anlage verfügbar sind, ermöglicht es uns, die Bewegung von direkt zu visualisieren Elektronen und Ionen innerhalb von Materialien in Echtzeit, was einen großartigen Einblick in die wichtigen Wechselwirkungen bietet, die innerhalb dieser exotischen Materialien stattfinden.“
Dr. Ettore Carpene, Forscher am Institut für Photonik und Nanotechnologien des CNR, sagt: „Eine der wichtigsten wissenschaftlichen Fragen rund um Quantenmaterialien ist der Ursprung von Phasenübergängen zu geordneten Materiezuständen.“
Dr. Carlotte Sanders, Senior Experimental Scientist an der STFC Central Laser Facility, sagt: „Wir sind unglaublich glücklich, dass das neue Artemis-Labor in Betrieb ist und Papiere produziert. Wir genießen nicht nur die Vorteile unserer neuen Laborfläche, sondern auch mit unseren Mit den neuen HiLUX-Upgrades der nächsten vier Jahre können unsere Anwender in naher Zukunft noch mehr neue Möglichkeiten erwarten – es ist eine äußerst spannende Zeit.
„Es war großartig, mit Kollegen der University of Bath, des Politecnico di Milano und des CNR-IFN an diesem interessanten Projekt zusammenzuarbeiten. Wir freuen uns auf noch viel mehr erstklassige Wissenschaft mit ihnen und dem Rest unserer Benutzergemeinschaft in der Zukunft .“
Mehr Informationen:
CJ Sayers et al, Exploring the Charge Density Wave Phase of 1T−TaSe2 : Mott or Charge-Transfer Gap?, Briefe zur körperlichen Überprüfung (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.156401
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