Laser Terahertz menginduksi fase superkonduktor suhu kamar dalam senyawa fullerene – Dunia Fisika

Bahan organik dalam fase metastabil berperilaku seperti superkonduktor suhu kamar ketika dieksitasi dengan sinar laser. Meskipun perilaku ini memudar hampir secepat pulsa laser yang menginduksinya, tim di balik penemuan ini mengatakan bahwa dengan sumber cahaya yang tepat, material dapat dipertahankan dalam kondisi seperti superkonduktor secara terus-menerus.

Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa menyinari cahaya pada frekuensi terahertz dan inframerah-tengah pada material tertentu adalah cara yang baik untuk memanipulasi propertinya. Dalam beberapa kasus, metode ini bahkan dapat digunakan untuk membuat fase material non-ekuilibrium yang tidak memiliki analog dalam kondisi normal.

“Kelompok kami telah mempelajari cara menggunakan medan cahaya koheren untuk memperkuat atau meningkatkan superkonduktivitas – suatu keadaan yang umumnya diperoleh dari pembentukan koherensi elektronik secara spontan (pemasangan pasangan elektron),” jelasnya. Andrea Cavalleri, seorang fisikawan di Institut Max Planck untuk Struktur dan Dinamika Materi (MPD) di Hamburg, Jerman yang memimpin upaya penelitian. “Di masa lalu, kami menemukan bahwa di sejumlah bahan (kuprat [oksida tembaga] dan beberapa bahan organik seperti K₃C₆₀), efek ini tampaknya mungkin terjadi.”

Dalam karya baru, yang dijelaskan dalam Fisika Alam, Cavalleri dan rekannya menunjukkan bahwa fotoeksitasi material dengan sumber cahaya yang disetel hingga 10 THz jauh lebih efisien dalam menghasilkan efek dalam K₃C₆₀ dibandingkan teknik sebelumnya. Memang benar, para peneliti menemukan bahwa mereka dapat menghasilkan keadaan superkonduktor yang sama seperti pada penelitian sebelumnya dengan fluensi laser 100 kali lipat lebih rendah. Keadaan superkonduktor non-ekuilibrium ini berlangsung selama nanodetik dan muncul pada suhu kamar, menjadikan penemuan ini “sangat signifikan”, kata Cavalleri.

Sumber optik baru

Frekuensi dalam kisaran beberapa terahertz sangat sulit dihasilkan oleh laser berdenyut ultrapendek, dan hasil terbaru ini dimungkinkan dengan mengembangkan sumber optik baru. Sumber ini didasarkan pada kicauan pulsa, dan peneliti MPSD mengarangnya menggunakan kombinasi teknik. Dalam karya lanjutan yang diterbitkan di Alam Komunikasi, mereka juga menunjukkan bahwa mereka dapat mengintegrasikan sumber ke dalam sebuah chip, yang menurut mereka dapat mengarah pada aplikasi optoelektronik yang lebih luas.

Menurut para peneliti, sumber cahaya dengan tingkat pengulangan yang lebih tinggi – yaitu durasi yang lebih pendek antara pulsa laser yang berurutan – dapat memungkinkan keadaan superkonduktor metastabil bertahan lebih lama. “Jika kita dapat mengirimkan setiap pulsa baru sebelum sampel kembali ke keadaan kesetimbangan non-superkonduktor, keadaan seperti superkonduktor dapat dipertahankan secara terus menerus,” jelas anggota tim Edward Rowe.

Cavalleri bahkan lebih optimis. “Kita sedang mencapai suatu rezim yang tidak jauh dari rezim di mana Anda dapat membayangkan menggerakkan superkonduktor dengan sumber gelombang kontinu untuk mendapatkan pengoperasian suhu ruangan yang stabil,” katanya. Dunia Fisika. “Kami dapat membayangkan efek ini dapat dikendalikan dalam kondisi stabil hanya dengan daya beberapa watt.” Hambatan utama, tambahnya, adalah kurangnya sumber cahaya gelombang kontinu yang tersedia pada 10 THz.

Radiasi terahertz menggerakkan difraktometer elektron ultracepat yang ringkas

Tim MPSD sekarang berencana untuk mengkarakterisasi keadaan seperti superkonduktor metastabil ke tingkat presisi yang sama dengan yang mungkin terjadi pada kesetimbangan, dengan tujuan untuk lebih memahami mekanisme mikroskopis di balik superkonduktivitas yang diinduksi foto. Di antara kuantitas lainnya, mereka berharap dapat mengukur sifat magnetik dan listrik, struktur atom, dan mungkin fenomena kuantum seperti penerowongan elektron, efek kedekatan, dan fenomena terkait lainnya. “Menarik juga untuk memikirkan penerapan potensial baru untuk sistem seperti itu dalam optoelektronik kuantum,” kata Cavalleri.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/terahertz-laser-induces-room-temperature-superconducting-phase-in-a-fullerene-compound/