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  • 超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波
  • 添加时间:2021年01月05日  文章作者:超声波塑焊机  文章来源:超声波塑焊机  访问次数:

光声波作为热和声音的携带传播的载体,控制声学声子在需要对纳米器件进行操控声子和热性质的场合变得越来越重要。尤其是,使用超快光学脉冲产生的光声波效应在皮秒时间的范围内来进行光学操控声子变得非常有潜力。因此,它的机理大多数建立在各向同性介质中的通常的热弹性膨胀的基础之上的,这就限制了它的应用。在本文的研究中,研究人员提出一个新的光声波效应,包含的结构不稳定性可以用来实现过渡金属二卤代 VTe2具有带状电荷密度波( ribbon-type charge-density-wave (CDW))。超快电子显微照相和衍射分析下揭示了纳米尺度的薄膜在光学诱导的瞬间的电荷密度波(CDW)的消失时不同寻常的声波的产生和传播。目前的研究结果对光诱导的结构不稳定性作为一个相干声波源的突出能力。

 

超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

物理学家使用一个超短脉冲的激光在一片雪花中获得了初始的不同寻常的声波,并且据此使用电子显微成像创造出他们运动的视频。这一先进的技术将会帮助工程技术人员使用光来实现精密的控制纳米器件中的热流和声音。

 

超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

在1880年,亚历山大 · 贝尔,是电话之父,报道了光在材料中可以转换成声波。在140年之后,人们对这一效应产生了浓厚的兴趣,这是因为这个理论可以用来控制纳米材料中的热和声音。

 

超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

通过实施这一效应,我们可以掌控在纳米尺度材料中的热和声波,这样就可以使得我们可以在非常小的器件中产生特殊新颖的功能。

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超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

大多数的声波压缩和在材料中的拓展是沿着它行进的方向进行——这些称之为纵波。但有些声波也会是横波,会导致材料中的原子或者分子沿着行进方向的垂直方向进行振动,见图在一个早期的实验中,曾经使用光来诱导纳米材料中的声波,光加热材料,导致它在各个方向发生膨胀,由此造成纵向的声波。如今,Nakamura及其合作者使用不同的机理在薄片VTe2中产生了横波。

 

超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

研究人员使用超快激光脉冲来诱导材料的结构不稳定性,改变材料的晶体结构并产生了横向的声波。他们可以通过测量电子衍射来探测出其结构的变化。

 

超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

据作者介绍,横向波的产生使得工程人员可以具有更大的灵活性来在工程实践中加以应用,通过使用这一新的机理,它将有可能在不久的将来在声波中用来控制原子的位移的方向。

 

超声波塑焊机激光脉冲诱导产生异常的声波

研究团队在薄片中使用一个特殊的电子影像技术对声波进行了拍照——这是在日本中仅有两个机构可以实现,这就意味着这绝非易事,这是因为薄片只有75nm厚,时间分辨率只有皮秒的数量级(1皮秒等于10Λ-12秒)。这一超快的电子显微镜是当前研究工作中比较重要的一个环节。这一设备使得我们可以使用电子显微镜来实现对声波进行摄像。

 

研究人员为该技术在显微分析技术中的潜在应用前景而深感激动,这将使得研究人员可以使用电子衍射来定量的评估声波的幅度,同时,这一新的系统还可以对结构的磁性和声波进行可视化观察。目前,这一研究成果发表在期刊《Nano Letters》上。


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