13 de noviembre de 2023 (Noticias de Nanowerk) Investigadores del Instituto Max Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia (MPSD) en Hamburgo, Alemania, han demostrado que una capacidad previamente demostrada para activar la superconductividad con un rayo láser se puede integrar en un chip, abriendo una ruta hacia la optometría. -aplicaciones electrónicas. Su trabajo, ahora publicado en Nature Communications (“Transporte no lineal superconductor en K de alta temperatura impulsado ópticamente3C60"), también muestra que la respuesta eléctrica del K fotoexcitado3C60 no es lineal, es decir, la resistencia de la muestra depende de la corriente aplicada. Esta es una característica clave de la superconductividad, valida algunas de las observaciones anteriores y proporciona nueva información y perspectivas sobre la física de K.3C60 Peliculas delgadas.
Configuración de medición, en la que los haces visibles y del infrarrojo medio se enfocan en el dispositivo optoelectrónico. Insertar: Imagen del dispositivo en el que se lanzan, transportan y detectan pulsos de corriente de picosegundos. (Imagen: Eryin Wang, MPSD) La manipulación óptica de materiales para producir superconductividad a altas temperaturas es un foco de investigación clave del MPSD. Hasta ahora, esta estrategia ha demostrado ser exitosa en varios materiales cuánticos, incluidos los cupratos, k-(ET)2-X y K3C60. En estudios previos sobre los estados impulsados ópticamente en estos materiales se ha observado una mayor coherencia eléctrica y una resistencia a la desaparición. En este estudio, investigadores del grupo Cavalleri implementaron espectroscopia THz no lineal en un chip para abrir el ámbito de las mediciones de transporte de picosegundos (un picosegundo es una billonésima de segundo). Conectaron películas delgadas de K3C60 hasta interruptores fotoconductores con guías de ondas coplanares. Utilizando un pulso láser visible para activar el interruptor, enviaron un fuerte pulso de corriente eléctrica que duró solo un picosegundo a través del material. Después de viajar a través del sólido a aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz, el pulso de corriente alcanzó otro interruptor que sirvió como detector para revelar información importante, como las firmas eléctricas características de la superconductividad. Al exponer simultáneamente el K3C60 películas a luz infrarroja media, los investigadores pudieron observar cambios de corriente no lineales en el material ópticamente excitado. El llamado comportamiento crítico de la corriente y el efecto Meissner son las dos características clave de los superconductores. Sin embargo, ninguno de los dos se ha medido hasta ahora, lo que hace que esta demostración del comportamiento crítico de la corriente en el sólido excitado sea particularmente significativa. Además, el equipo descubrió que el estado impulsado ópticamente de K3C60 Se parecía al llamado superconductor granular, que consta de islas superconductoras débilmente conectadas. El MPSD se encuentra en una posición única para llevar a cabo tales mediciones en la escala de picosegundos, ya que la configuración en el chip fue diseñada y construida internamente. "Desarrollamos una plataforma técnica que es perfecta para investigar fenómenos de transporte no lineales fuera del equilibrio, como los efectos Hall no lineales y anómalos, la reflexión de Andreev y otros", dice el autor principal Eryin Wang, científico del grupo Cavalleri. . Además, la integración de la superconductividad en desequilibrio en plataformas optoelectrónicas puede dar lugar a nuevos dispositivos basados en este efecto. Andrea Cavalleri, quien fundó y actualmente dirige el grupo de investigación, agrega: “Este trabajo subraya los avances científicos y tecnológicos dentro del MPSD en Hamburgo, donde constantemente se desarrollan nuevos métodos experimentales para lograr una nueva comprensión científica. Hemos estado trabajando en métodos de transporte eléctrico ultrarrápido durante casi una década y ahora estamos en condiciones de estudiar muchos fenómenos nuevos en materiales que no están en equilibrio y, potencialmente, de introducir cambios duraderos en la tecnología”.
Configuración de medición, en la que los haces visibles y del infrarrojo medio se enfocan en el dispositivo optoelectrónico. Insertar: Imagen del dispositivo en el que se lanzan, transportan y detectan pulsos de corriente de picosegundos. (Imagen: Eryin Wang, MPSD) La manipulación óptica de materiales para producir superconductividad a altas temperaturas es un foco de investigación clave del MPSD. Hasta ahora, esta estrategia ha demostrado ser exitosa en varios materiales cuánticos, incluidos los cupratos, k-(ET)2-X y K3C60. En estudios previos sobre los estados impulsados ópticamente en estos materiales se ha observado una mayor coherencia eléctrica y una resistencia a la desaparición. En este estudio, investigadores del grupo Cavalleri implementaron espectroscopia THz no lineal en un chip para abrir el ámbito de las mediciones de transporte de picosegundos (un picosegundo es una billonésima de segundo). Conectaron películas delgadas de K3C60 hasta interruptores fotoconductores con guías de ondas coplanares. Utilizando un pulso láser visible para activar el interruptor, enviaron un fuerte pulso de corriente eléctrica que duró solo un picosegundo a través del material. Después de viajar a través del sólido a aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz, el pulso de corriente alcanzó otro interruptor que sirvió como detector para revelar información importante, como las firmas eléctricas características de la superconductividad. Al exponer simultáneamente el K3C60 películas a luz infrarroja media, los investigadores pudieron observar cambios de corriente no lineales en el material ópticamente excitado. El llamado comportamiento crítico de la corriente y el efecto Meissner son las dos características clave de los superconductores. Sin embargo, ninguno de los dos se ha medido hasta ahora, lo que hace que esta demostración del comportamiento crítico de la corriente en el sólido excitado sea particularmente significativa. Además, el equipo descubrió que el estado impulsado ópticamente de K3C60 Se parecía al llamado superconductor granular, que consta de islas superconductoras débilmente conectadas. El MPSD se encuentra en una posición única para llevar a cabo tales mediciones en la escala de picosegundos, ya que la configuración en el chip fue diseñada y construida internamente. "Desarrollamos una plataforma técnica que es perfecta para investigar fenómenos de transporte no lineales fuera del equilibrio, como los efectos Hall no lineales y anómalos, la reflexión de Andreev y otros", dice el autor principal Eryin Wang, científico del grupo Cavalleri. . Además, la integración de la superconductividad en desequilibrio en plataformas optoelectrónicas puede dar lugar a nuevos dispositivos basados en este efecto. Andrea Cavalleri, quien fundó y actualmente dirige el grupo de investigación, agrega: “Este trabajo subraya los avances científicos y tecnológicos dentro del MPSD en Hamburgo, donde constantemente se desarrollan nuevos métodos experimentales para lograr una nueva comprensión científica. Hemos estado trabajando en métodos de transporte eléctrico ultrarrápido durante casi una década y ahora estamos en condiciones de estudiar muchos fenómenos nuevos en materiales que no están en equilibrio y, potencialmente, de introducir cambios duraderos en la tecnología”.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64040.php
