นักฟิสิกส์จาก SLAC National Accelerator Laboratory และ University of Hamburg ได้สังเกตว่าอิเล็กตรอนตื่นเต้นด้วยพัลส์แสงที่เร็วมากเพียงใดC60โมเลกุล Fullerene (Buckminsterfullerene)-
Biswaset al- สังเกตได้ว่าอิเล็กตรอนตื่นเต้นด้วยพัลส์แสงที่เร็วมากเพียงใดเต้นพร้อมกันรอบ ๆ โมเลกุล buckminsterfullerene จากนั้นปล่อยพลังงานส่วนเกินในรูปแบบของอิเล็กตรอนหลายตัว เครดิตภาพ: RMT Bergues
การเต้นรำแบบซิงโครไนซ์ของอิเล็กตรอนที่รู้จักกันในชื่อเสียงสะท้อนพลาสโมนิคสามารถ จำกัด แสงในช่วงเวลาสั้น ๆ
ความสามารถในการดักจับแสงนั้นถูกนำไปใช้ในพื้นที่หลากหลายตั้งแต่การเปลี่ยนแสงเป็นพลังงานเคมีไปจนถึงการปรับปรุงอุปกรณ์ที่ไวต่อแสงและแม้แต่การแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า
ในขณะที่พวกเขาได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในระบบจากหลายเซนติเมตรทั่วไปจนถึงที่กว้างเพียง 10 นาโนเมตรนี่เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยสามารถทำลายสิ่งกีดขวางนาโนเมตรของสนามได้
การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าเมื่อพลาสโมนิกดังก้องอยู่ที่เครื่องชั่งขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อปรากฏการณ์ใหม่จะปรากฏขึ้นทำให้แสงถูกกักตัวและควบคุมด้วยความแม่นยำเป็นประวัติการณ์
ลักษณะนี้ทำให้เข้าใจได้อย่างชัดเจนว่าเสียงสะท้อนออกมาในระดับเล็ก ๆ เป็นหัวข้อที่น่าสนใจมากสำหรับนักวิจัย
“ เพื่อให้เข้าใจเสียงสะท้อนของพลาสโมนิคได้ดีขึ้นเราจะกระตุ้นอิเล็กตรอนรอบ ๆ อนุภาคจากนั้นรอให้พวกเขาปล่อยพลังงานส่วนเกินของพวกเขาโดยการเปล่งอิเล็กตรอน” ดร. ชูบฮีดบิสเวสจากห้องปฏิบัติการและเพื่อนร่วมงานแห่งชาติ SLAC กล่าว
“ ด้วยเวลาที่ช่วงเวลานั้นเราสามารถตรวจสอบได้ว่าการสั่นพ้องที่แท้จริง - เมื่ออิเล็กตรอนทั้งหมดเคลื่อนที่อย่างพร้อมเพรียง - เกิดขึ้นหรือถ้าอิเล็กตรอนเพียงหนึ่งหรือสองตัวได้รับผลกระทบ”
“ อย่างไรก็ตามการสั่นพ้องเหล่านี้เกิดขึ้นที่ช่วงเวลาที่เร็วมาก - เพียงแค่ attoseconds หรือพันล้านของพันล้านวินาที”
“ การสังเกตการสั่นพ้องเหล่านี้ในเวลาจริงนั้นอยู่นอกเหนือจากเทคโนโลยีที่มีอยู่”
การใช้ attosecond, พัลส์แสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงผู้เขียนทริกเกอร์และบันทึกพฤติกรรมของอิเล็กตรอนภายในโมเลกุล buckminsterfullerene ที่มีรูปลูกฟุตบอลซึ่งวัดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง 0.7 นาโนเมตร
พวกเขาได้กำหนดเวลาอย่างแม่นยำจากกระบวนการแสงทันทีที่ทำให้อิเล็กตรอนตื่นเต้นไปจนถึงช่วงเวลาที่อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาขับเคลื่อนพลังงานส่วนเกินและทำให้อิเล็กตรอนที่เหลือผ่อนคลายลงในวงโคจรปกติของพวกเขา
แต่ละรอบใช้เวลาระหว่าง 50 ถึง 300 attoseconds และการวัดชี้ให้เห็นว่าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมที่เชื่อมโยงกันอย่างแรงเช่นนักเต้นที่มีระเบียบวินัยในการพร้อมเพรียง
“ การค้นพบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการวัด attosecond สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าเกี่ยวกับการสั่นพ้องของพลาสโมนิคในระดับที่เล็กกว่านาโนเมตร” ดร. บิสวาสกล่าว
การพัฒนานี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถประเมินช่วงใหม่ของอนุภาคขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กเผยให้เห็นลักษณะของพลาสโมนิกที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีที่มีอยู่และนำไปสู่การใช้งานใหม่
“ ด้วยการวัดนี้เรากำลังปลดล็อกข้อมูลเชิงลึกใหม่เข้าสู่การทำงานร่วมกันระหว่างการเชื่อมโยงของอิเล็กตรอนและการกักขังแสงที่เครื่องชั่งนาโนเมตรย่อย” ศาสตราจารย์แมทเทียสคลิงนักฟิสิกส์ของห้องปฏิบัติการ Accelerator แห่งชาติ SLAC และมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว
“ งานนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของเทคนิค attosecond และเปิดประตูสู่แนวทางใหม่ในการจัดการอิเล็กตรอนในอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความรวดเร็วในอนาคตซึ่งอาจใช้งานได้สูงกว่าเทคโนโลยีปัจจุบันถึงหนึ่งล้านเท่า”
“ การวิจัยที่ทันสมัยนี้กำลังเปิดช่องทางใหม่สำหรับการพัฒนาแพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพสูงและมีประสิทธิภาพสูงซึ่งสามารถควบคุมการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงได้โดยการใช้ประโยชน์จากผลกระทบควอนตัมที่เกิดขึ้นที่นาโน .
ที่ผลการวิจัยถูกตีพิมพ์ในวารสารความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
-
Shubhadeep Biswaset al- 2025. การหน่วงเวลาการกระตุ้นด้วยความสัมพันธ์ที่ขับเคลื่อนด้วยความสัมพันธ์ในการกระตุ้นพลาสโมนิคของ C60เต็มความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์11 (7); สอง: 10.1126/sciadv.ads0494
