Gezamenlijk onderzoeksteam van Prof. Jun Takeda en Associate Prof. Ikufumi Katayama in het laboratorium van Yokohama National University (YNU) en Nippon Telegraph and Telephone (NTT) hebben petahertz-elektronenoscillatie gerapporteerd. De periodieke elektronenoscillaties van 667-383 attoseconden (10 ^-18 van een seconde) is de snelste die ooit is gemeten in directe tijdsafhankelijke spectroscopie in vaste stof materiaal.

Omdat snelle sluitercamera's de beweging van snel bewegende objecten vastleggen, onderzoekers gebruiken over het algemeen laserachtig onmiddellijk stroboscooplicht om de ultrasnelle beweging van een elektron te observeren dat ten grondslag ligt aan een fysiek fenomeen. Hoe korter de pulsduur, hoe sneller de elektronenoscillatie kan worden waargenomen. De frequentie van het lichtgolfveld in het zichtbare en ultraviolette gebied kan het petahertz-domein bereiken (10 ¹⁵ van een hertz), wat betekent dat de oscillatieperiodiciteit attoseconde snelheid kan bereiken (10 ^-18 van een seconde).

In eerdere onderzoeken is NTT-onderzoekers genereerden een geïsoleerde attoseconde puls (IAP) en volgden de elektronenoscillatie met 1,2-PHz-frequentie met behulp van galliumnitride (GaN) halfgeleider. De volgende uitdagingen waren de waarneming van snellere elektronenoscillatie in de met chroom gedoteerde saffier (Cr:Al ₂ O ₃ ) isolator en de karakterisering van de ultrasnelle elektronendefasering.

De krant, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , meldt een succesvolle observatie van de nabij-infrarood (NIR) puls-geïnduceerde meervoudige elektronische dipooloscillaties in de Cr:Al ₂ O ₃ vaste stof materiaal. De meting wordt gerealiseerd door de extreem korte IAP en het gebruik van een stabiel pomp (NIR-puls) en sonde (IAP) systeem (timingjitter van ~23 as). De gekarakteriseerde elektronenoscillaties zijn de snelste die ooit zijn gemeten in de directe tijdsafhankelijke spectroscopie. In aanvulling, de individuele defaseringstijden in het Cr-donorachtige tussenniveau en het Al ₂ O ₃ CB staat worden onthuld.

Dr. Hiroki Mashiko, een NTT-wetenschapper, zei, "We hebben het robuuste pomp-sondesysteem bedacht met een extreem korte geïsoleerde attoseconde puls, wat leidde tot de waarneming van de snelste elektronenoscillatie in vast materiaal in de geschiedenis. De voordelen van deze studie houden rechtstreeks verband met de beheersing van verschillende optische fenomenen door de diëlektrische polarisatie, en de resultaten zullen helpen bij de ontwikkeling van toekomstige elektronische en fotonische apparaten."