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广泛可调的太赫兹激光器增强了K₃C₆₀中的光致超导性

开心的月饼 2023-10-13 14:58:36 健康养生

德国汉堡马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所(MPSD)的研究人员长期以来一直在探索使用定制激光驱动器来操纵量子材料的特性偏离平衡状态的效果。这些物理学最引人注目的示范之一是非常规超导体,其中增强的电子相干性和超级输运的特征已在由此产生的非平衡态中被记录下来。

广泛可调的太赫兹激光器增强了K₃C₆₀中的光致超导性

然而,主要由于实验的复杂性,这些现象尚未得到系统研究或优化。因此,技术应用仍然与现实相距甚远。

在最近的一项实验中,同一组研究人员发现了一种更有效的方法,可以使用激光在K₃C₆₀中创建先前观察到的亚稳态、类超导状态。卡瓦莱里小组的研究成果发表在《自然物理学》杂志上。

研究人员表明,当将激光调谐到特定的低频共振时,强度低得多的光脉冲可以在更高的温度下产生相同的效果。该研究所开发的激光技术是这项工作的关键。通过将光源调整到10THz(比以前可能的频率低),该团队成功地在富勒烯基材料中重现了长寿命的类超导状态,同时将脉冲强度降低了100倍。

直接观察到这种光诱导状态在室温下持续100皮秒,但预计其寿命至少为0.5纳秒(纳秒是十亿分之一秒,皮秒是万亿分之一)。

主要作者爱德华·罗(EdwardRowe)博士说,他们的发现为光诱导超导的潜在微观机制提供了新的线索。Cavalleri小组的学生:“共振频率的识别将使理论学家能够了解哪些激发实际上很重要,因为目前对于K₃C₆₀中的这种效应还没有广泛接受的理论解释。”

Rowe设想,在10THz频率下具有更高重复率的光源可以帮助维持亚稳态更长时间:“如果我们能够在样品返回其非超导平衡状态之前传递每个新脉冲,那么就有可能持续维持类超导状态。”

MPSD主任安德里亚·卡瓦莱里(AndreaCavalleri)表示:“这些实验很好地证明了技术的适当进步如何能够使许多迄今为止不切实际的现象变得可行。”他认为,在探索这些效应方面,长达两年的努力将汇聚到未来的技术中。“很明显,需要解决的一个关键瓶颈是激光源的类型和可用性,这应该与这些研究齐头并进,以推动该领域的发展。”


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