光谱学突破推进材料发现

渥太华大学的科学家和科学的马克斯普朗克研究所的光提出突破的方法在材料科学相结合,以促进发现太赫兹光谱和实时监控(太赫兹)。

太赫兹波是电磁波,可以揭示隐藏的秘密。他们可以捕捉快速变化的材料看不见其他类型的辐射。科学家现在可以使用太赫兹波记录实时的电影热电子在硅50000帧每秒,比以往任何时候都要快。

由jean - michel Menard物理学副教授渥太华大学的理学院,一组科学家使用两种技术,chirped-pulse编码和光子time-stretch。

第一种技术痕迹太赫兹脉冲所携带的信息到一个光学地区supercontinuum鸣叫,它更像一个彩虹旅行。第二延伸彩虹脉冲时间内长纤维、放缓的速度信息,这样就可以将记录实时通过先进的电子设备。这些步骤是重复使用的脉冲在20 microsecond-intervals,可以合并起来成为一个电影里面的低能耗动态材料。

“在这项研究中,我们提出一个新颖的光学系统,可以实时测量的低能耗动态复杂物理现象与时间分辨率接近微秒。我们的设置是独特的:它是一个紧凑的系统,取代了技术在大型同步加速器设施只访问,并且可以快速执行时间分辨的太赫兹光谱,一种功能强大的技术来分析各种材料,”梅纳德说。

接下来是什么?

实验依靠该系统将跟踪振动共振的分子研究神秘的酶在化学反应中的作用,观察隐形生物的变化当他们暴露于温度突然上升。

“在凝聚态的实验中,我们将使用快速太赫兹光子系统观察一系列不可逆的电子或晶格的重新配置需要,特别是发生在相变过程中,“Menard说。“我们预期,(这)将起到至关重要的作用在暴露的一系列新的快速且不可复制过程呈现太赫兹光谱更有效表征工具有效的发现在材料物理。”

研究者的光子系统使得他们第一次调查行为的不可逆的物理、化学和生物现象,包括电子运输在半导体、生物系统化学放热反应和蛋白质折叠。揭开隐藏的舞蹈的快速和不可预知的动态,永远改变我们对世界的理解。

参考:时装N,崔W,尹浩然,利普。单脉冲太赫兹光谱监测毫秒级的时间动态的速度50千赫。Nat Commun。2023;14 (1):2595。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 38354 - 3

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