Zajrzeć do wewnętrznych części materiałów

W ostatnim dziesięcioleciu w dziedzinie tej podejmowane są szeroko zakrojone prace teoretyczne, które mają na celu stworzenie numerycznych prognoz dotyczących modeli oddziałania między światłem i materią oraz dynamiki elektronów wewnątrz atomów. Dotychczas badania prowadzone były na atomach, cząsteczkach i powierzchniach ciał stałych. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu "Attosecond electron processes in solids" (ATTOTRON) starają się jednak wykorzystać promieniowanie attosekundowe do badania właściwości dynamicznych materiałów masowych.

Podobnie jak promieniowanie mikrofalowe, promieniowanie w bliskiej podczerwieni i paśmie widzialnym może znacząco zmieniać właściwości fizyczne materiałów szerokopasmowych, takich jak dielektryki stosowane w technologiach półprzewodnikowych. W szczególności, ultrakrótkie impulsy laserowe umożliwiają nieniszczące badania dielektryków oraz dokonywanie istotnych zmian w ich systemach elektronowych. Ponadto tego rodzaju intensywne i czasowo ograniczone pola umożliwiają przekształcanie dielektryków z izolatorów w przewodniki.

Rozwiązanie powstałe w projekcie ATTOTRON daje możliwość manipulowania strukturą elektronową dielektryków oraz jej zdolnością do polaryzacji przy pomocy podfemtosekundowego promieniowania laserowego w bliskiej podczerwieni. Badania nad półprzewodnikami z wąską przerwą energetyczną powinny umożliwić dokładne poznanie dynamiki wzbudzenia elektronów oraz ultraszybkiego sprzężenia kinetyki elektronów i jąder. We współpracy z teoretykami powstają ramy do analizy danych uzyskanych przy pomocy nowo opracowanego programu doświadczalnego.

Femtosekundowe przesyłanie grup elektronów w ciałach stałych jest fundamentem nowoczesnej technologii krzemowej, a tym samym podstawą dla technologii sztucznej inteligencji i komunikacji. Prowadzone w projekcie ATTOTRON badania nad kontrolowaniem i obserwacją właściwości czasowych elektronów powinny dostarczyć ważnych informacji na temat struktur pasma i dynamiki nośników w materiałach masowych. Ustalenia dotyczące ultraszybkiej dynamiki elektronów w dwutlenku krzemu zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym.