Готовы к интернету на скорости света? Новый терагерцовый микроскоп показал, на чём будут работать сети 6G
NewsMakerОни сжали луч, который невозможно сжать. И увидели квантовый мир.
Физики создали микроскоп нового типа , который позволяет наблюдать квантовую динамику электронов внутри сверхпроводников с помощью терагерцового излучения. Раньше такие процессы оставались вне прямого наблюдения. Прибор дает возможность регистрировать коллективные колебания электронов в твердых материалах на частотах, где разворачивается значительная часть квантовых эффектов.
Терагерцовый диапазон находится между микроволнами и инфракрасным светом. Частоты здесь достигают триллионов колебаний в секунду. Именно в этой области лежат характерные частоты колебаний электронных состояний и решетки кристалла. Поэтому терагерцовое излучение хорошо подходит для изучения квантовых возбуждений. Долгое время у метода было серьезное ограничение. Длина такой волны достигает сотен микрон, а по законам дифракции свет нельзя сфокусировать в пятно заметно меньше собственной длины волны. В результате пучок просто перекрывает микроскопический образец целиком и не позволяет различать мелкие детали.
Группа предложила способ обойти дифракционный предел и сжать поле до микроскопического масштаба. Для этого использовали спинтронные излучатели. Так называют структуры из нескольких сверхтонких металлических слоев, где учитывают не только заряд электрона, но и его спин, то есть собственный магнитный момент. Когда по такой многослойной пленке бьет лазерный импульс, в ней возникают сверхбыстрые токи, которые порождают короткие терагерцовые всплески.
Образец разместили на крайне малом расстоянии от источника. В такой конфигурации регистрируется так называемое ближнее поле. В ближней зоне электромагнитная волна еще не успевает разойтись и подчиняется другим пространственным масштабам. Это позволяет исследовать объекты существенно меньше длины волны и получать локальную информацию. По сути, зондирование идет до того, как излучение «расплывается» в обычный пучок.
Физики создали микроскоп нового типа , который позволяет наблюдать квантовую динамику электронов внутри сверхпроводников с помощью терагерцового излучения. Раньше такие процессы оставались вне прямого наблюдения. Прибор дает возможность регистрировать коллективные колебания электронов в твердых материалах на частотах, где разворачивается значительная часть квантовых эффектов.
Терагерцовый диапазон находится между микроволнами и инфракрасным светом. Частоты здесь достигают триллионов колебаний в секунду. Именно в этой области лежат характерные частоты колебаний электронных состояний и решетки кристалла. Поэтому терагерцовое излучение хорошо подходит для изучения квантовых возбуждений. Долгое время у метода было серьезное ограничение. Длина такой волны достигает сотен микрон, а по законам дифракции свет нельзя сфокусировать в пятно заметно меньше собственной длины волны. В результате пучок просто перекрывает микроскопический образец целиком и не позволяет различать мелкие детали.
Группа предложила способ обойти дифракционный предел и сжать поле до микроскопического масштаба. Для этого использовали спинтронные излучатели. Так называют структуры из нескольких сверхтонких металлических слоев, где учитывают не только заряд электрона, но и его спин, то есть собственный магнитный момент. Когда по такой многослойной пленке бьет лазерный импульс, в ней возникают сверхбыстрые токи, которые порождают короткие терагерцовые всплески.
Образец разместили на крайне малом расстоянии от источника. В такой конфигурации регистрируется так называемое ближнее поле. В ближней зоне электромагнитная волна еще не успевает разойтись и подчиняется другим пространственным масштабам. Это позволяет исследовать объекты существенно меньше длины волны и получать локальную информацию. По сути, зондирование идет до того, как излучение «расплывается» в обычный пучок.