Международная группа ученых под руководством Университета Гамбурга и научного центра DESY совершила прорыв в области наноплазмоники, измерив временные задержки фотоэмиссии в субнанометровых структурах. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, приняли участие специалисты из ведущих научных центров, включая Стэнфордский университет, SLAC и Миланский политехнический институт.
Ученые сфокусировали внимание на фуллеренах C60 – молекулах углерода в форме клетки, которые демонстрируют гигантские плазмонные резонансы в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне. Эти резонансы способны запускать процесс фотоэмиссии с ультракороткими временами жизни порядка аттосекунд (одна аттосекунда – это миллиардная часть миллиардной доли секунды).
В ходе эксперимента молекулы C60 подвергались воздействию ультракоротких XUV-импульсов длительностью 300 аттосекунд. Используя метод аттосекундной фотоэмиссионной спектроскопии, исследователи измерили время, необходимое электрону для покидания молекулы во время плазмонного возбуждения. Зафиксированная задержка фотоэмиссии варьировалась от 50 до 300 аттосекунд в зависимости от кинетической энергии электрона.
Франческа Калегари, руководитель группы аттосекундной науки и профессор Университета Гамбурга, отмечает: «Это передовое исследование открывает новые пути для разработки ультракомпактных высокопроизводительных платформ, где взаимодействие света и материи можно контролировать, используя квантовые эффекты на наноуровне».
Квантово-механические модели подтвердили, что наблюдаемая задержка обусловлена электронными квантовыми корреляциями внутри плазмонного потенциала. Это демонстрирует недостаточность чисто классического описания коллективного движения электронов на субнанометровых масштабах.
Маттиас Клинг, профессор фотонной науки Стэнфордского университета, подчеркивает: «Измеряя задержку, вызванную квантовыми корреляциями, мы получаем новое понимание взаимосвязи между электронной когерентностью и пространственным ограничением на субнанометровых масштабах. Эта работа демонстрирует возможности аттосекундных методов для исследования квантовой природы материи».
Результаты исследования имеют важное значение для развития нанофотоники и создания новых высокоэффективных фотонных устройств, находящих применение в солнечной энергетике, сверхточной сенсорной технологии и улучшенном фотокатализе.
Изображение носит иллюстративный характер
Ученые сфокусировали внимание на фуллеренах C60 – молекулах углерода в форме клетки, которые демонстрируют гигантские плазмонные резонансы в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне. Эти резонансы способны запускать процесс фотоэмиссии с ультракороткими временами жизни порядка аттосекунд (одна аттосекунда – это миллиардная часть миллиардной доли секунды).
В ходе эксперимента молекулы C60 подвергались воздействию ультракоротких XUV-импульсов длительностью 300 аттосекунд. Используя метод аттосекундной фотоэмиссионной спектроскопии, исследователи измерили время, необходимое электрону для покидания молекулы во время плазмонного возбуждения. Зафиксированная задержка фотоэмиссии варьировалась от 50 до 300 аттосекунд в зависимости от кинетической энергии электрона.
Франческа Калегари, руководитель группы аттосекундной науки и профессор Университета Гамбурга, отмечает: «Это передовое исследование открывает новые пути для разработки ультракомпактных высокопроизводительных платформ, где взаимодействие света и материи можно контролировать, используя квантовые эффекты на наноуровне».
Квантово-механические модели подтвердили, что наблюдаемая задержка обусловлена электронными квантовыми корреляциями внутри плазмонного потенциала. Это демонстрирует недостаточность чисто классического описания коллективного движения электронов на субнанометровых масштабах.
Маттиас Клинг, профессор фотонной науки Стэнфордского университета, подчеркивает: «Измеряя задержку, вызванную квантовыми корреляциями, мы получаем новое понимание взаимосвязи между электронной когерентностью и пространственным ограничением на субнанометровых масштабах. Эта работа демонстрирует возможности аттосекундных методов для исследования квантовой природы материи».
Результаты исследования имеют важное значение для развития нанофотоники и создания новых высокоэффективных фотонных устройств, находящих применение в солнечной энергетике, сверхточной сенсорной технологии и улучшенном фотокатализе.
