과제

복잡한 산화물 이질구조와 소위 반 데르 발스 결정과 같은 고급 2D 재료는 2D 재료의 다층 구조로 자기 메모리, 태양광 셀 및 기타 광학적 응용 분야를 위한 향상된 기능을 제공합니다. 네덜란드 카빌 나노과학 연구소 델프트 공과 대학의 Andrea Caviglia 교수가 이끄는 그룹은 이러한 재료의 여러 클래스의 초고속 역학에 대한 중요한 기초 연구를 수행하고 있습니다. 그는 다음과 같이 말합니다. "우리 목표 중 하나는 일시적인 구조적 섭동이 피코초 미만의 시간 척도에서 자기 특성에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것입니다. 이를 위해서는 다양한 레이어의 깨끗한 샘플을 생성하는 방법과 저주파 포논 모드를 여기시키고 결과를 관찰하는 수단이 필요합니다."

솔루션

248nm에서 Coherent LPX Pro 엑시머 레이저로 펄스레이저 증착법(PLD)을 이용하여 샘플 필름을 생산할 수 있었으며, 이를 통해 복잡한 재료의 화학양론적 필름을 제작할 수 있습니다.

그들의 펌프 프로브 방법에는 특정 포논 진동을 선택적으로 여기시키는 펌프 펄스로 작용하기 위해 중적외선으로 조정 가능한 빛이 필요하기 때문에 초고속 역학을 조사하는 것은 기술적으로 어렵습니다. 펌프 유도 역학은 1.55eV, 즉 800nm의 광자 에너지에서 지연된 근적외선 탐침 펄스의 강도 I 및 편광 평면 θ의 회전을 추적하여 측정됩니다. Caviglia는 다음과 같이 설명합니다. "MV/cm의 전기장에 해당하는 비교적 높은 강도의 중적외선 펄스를 생성해야 하며 높은 펄스 간 안정성이 필요합니다. Coherent Astrella 증폭기를 사용하여 한 쌍의 조정 가능한 OPA(광 매개변수 증폭기)를 펌핑하고 GaSe 결정에서 DFG(차이 주파수 생성)를 위한 출력을 결합하여 이러한 펄스를 얻습니다. 전체적으로 많은 비선형 프로세스가 진행 중이므로 증폭기의 출력 안정성이 성공의 큰 열쇠입니다."

결과

Caviglia 그룹의 최근 간행물은 펌프 프로브 접근 방식의 성공을 보여줍니다. 이 사례에서 그들은 마그논 모드를 여기시켜 2차원 반 데르 발스 반강자성 NiPS3에서 자기 이방성의 제어를 입증했습니다. 일부 데이터는 Astrella 증폭기와 DFG 설정의 장기적인 안정성으로 인해 몇 시간 동안 실행되었습니다.