Legge di dimensionamento nel buffer di Mott ca₂Ro₄. Credito: KyotoU / Kento Uchida

Gli scienziati dei materiali potrebbero presto essere in grado di controllare le proprietà dei materiali con la luce.

Un team di ricercatori dell’Università di Kyoto e del Kurumi Institute of Technology ha scoperto una legge di espansione che definisce la generazione di armoniche di ordine superiore nella perovskite a strati duri, in California.₂Ro₄.

La generazione di armoniche di ordine superiore è un fenomeno ottico non lineare in cui i fotoni ultravioletti estremi vengono emessi da un materiale come risultato delle interazioni con la luce ad alta intensità.

“Questo fenomeno, osservato per la prima volta nei sistemi di gas atomici, da allora ha aperto la strada alla seconda scienza”, afferma l’autore dello studio Kento Uchida. “Ma è leggermente imprevedibile in alcuni solidi altamente legati, come il Ca₂Ro_4.”

Per colpa di forte reazione Tra gli elettroni in questi solidi, le caratteristiche della generazione armonica di ordine superiore possono essere determinate solo comprendendo come questi elettroni si muovono in presenza di luce.

Per rispondere a questa domanda, che non è mai stata confermata sperimentalmente, il team ha deciso di osservare la relazione tra temperatura e temperatura Emissione di fotoni in California₂Ro₄. Hanno usato un impulso nel medio infrarosso per misurare e tracciare l’intensità della generazione di armoniche elevate a temperature da 50 a 290 K moderati.

Nella fascia bassa, il team ha registrato una generazione costante di alto rango diverse centinaia di volte superiore a quella che aveva Temperatura ambiente. Le emissioni di fotoni hanno continuato ad aumentare con l’aumento del divario energetico, l’energia necessaria agli elettroni per condurre l’elettricità, insieme a una diminuzione della temperatura.

Il team ha scoperto che queste emissioni si sono verificate nella fase isolante del materiale di Mott, dove la forte repulsione degli elettroni e l’elevata energia del gap trasformano il metallo da conduttore elettrico in isolante.

“Abbiamo scoperto che le armoniche di ordine superiore in materiali altamente correlati dipendono fortemente dall’energia del gap materiale”, spiega Uchida.

Questa legge di scala può dirigere studi teorici Verso descrizioni più accurate della dinamica elettronica di non equilibrio in materiali altamente correlati: una questione centrale nella fisica della materia condensata.

Uchida conclude che “le loro scoperte forniscono anche una base per la progettazione dei materiali per ottenere dispositivi ottici non lineari più efficienti”.

La ricerca è stata pubblicata in Lettere di revisione fisica.