Japonya'daki araştırmacılar, bir malzemenin içinde gizli bir elektronik hâlin yalnızca 30 femtosaniyede — saniyenin milyarda birinin milyonda biri — oluşumunu izledi ve geçişi yönlendiren uçucu ara aşamayı yakaladı. Çalışma Physical Review Letters'da yayımlandı.
Tokyo Bilim Enstitüsü (Science Tokyo), Tohoku Üniversitesi ve Nagoya Teknoloji Enstitüsü'nden ekip, metal iyonlarını organik moleküllerle birleştirerek üretilen bir malzeme olan metal-organik çerçeveye (MOF) ultra hızlı lazer darbeleri gönderdi. Yalnızca altı femtosaniye süren darbelerle zaman çözümlü yansıma spektroskopisi kullanan araştırmacılar, malzemenin yansıma spektrumunun keskin biçimde kaydığını ve 30 fs içinde yeni bir optik soğurma bandı geliştirdiğini gözlemledi — bu, ışık kaynaklı gizli hâlin imzası.
Araştırmayı yöneten Science Tokyo'dan Doçent Tadahiko Ishikawa, 'Işık kaynaklı gizli hâlin 30 fs içinde, daha önce bilinmeyen bir ara elektronik hâl üzerinden oluştuğunu bulduk' dedi. Kendisiyle birlikte çalışan o zamanki doktora öğrencisi Samiran Banu şu anda RIKEN'de görev yapıyor.
Teorik hesaplamalar altta yatan diziyi ortaya çıkardı: Işığı soğurduktan hemen sonra malzeme kısaca bir bağ düzeni dalgası hâline girdi; bu hâlde komşu bölgeler arasındaki bağlar daha güçlü ve daha zayıf düzenlemeler arasında değişiyor. Bu elektronik yeniden düzenlenmeyi küçük atom hareketleri izledi ve ikisi birlikte malzemeyi gizli hâle taşıdı. Hesaplamalar ayrıca nihai hâlin kutuplu olabileceğini — pozitif ve negatif yüklerin malzeme genelinde eşit olmayan dağılımı — öne sürüyor; bu da ışığın bir malzemenin elektronik davranışını kalıcı olarak değiştirmeden ayarlamasını sağlayabilir.
Işık kaynaklı hâller, bir malzemenin elektronik ve optik özelliklerini yalnızca ısıtma veya soğutmaya başvurmadan değiştirmenin bir yolunu sunuyor. Ara adımları ortaya çıkararak bu yöntem, yüksek hızlı elektronik, optoelektronik cihazlar ve diğer ışıkla kontrol edilen sistemler için ışığa duyarlı malzemeler tasarlamaya yardımcı olabilir — ve yazarlara göre benzer gizli geçişler, keşfedilmeyi bekleyen başka malzemelerde de bulunabilir.
