Pittsburgh forskning medförfattare av team från Institutionen för fysik och astronomi avslöjar att optiska fält har förmågan att modifiera elektroniska egenskaper hos ett fast ämne.

Pappret, "Koherent multidimensionell fotoelektronspektroskopi av ultrasnabb kvasipartikelförband med ljus, " beskriver hur intensiva optiska fält appliceras på elektroner i metaller kan förändra hur elektroner flyter mellan jonerna. Forskare upptäckte att applicera optiska pulser i intervallet 10 ^-14 sekunder till en kopparyta kan ändra dess elektroniska egenskaper, till exempel, dess elektronledning eller optiska reflektion.

Tidningen var medförfattare av Hrvoje Petek, R.K. Mellon professor i fysik och astronomi, doktorander Andi Li och Zehua Wang och Marcel Reutzel från universitetet i Göttingen i Tyskland. Den publicerades i Naturkommunikation i maj.

Resultaten svarar på frågor om naturen hos de elektroniska egenskaperna hos fasta ämnen som först nyligen har förutsetts, sa Petek.

"Det har länge varit känt att man kan applicera starka optiska fält och förändra elektroniska egenskaper hos atomer och molekyler. Detta kallas "dressing" av den elektroniska strukturen. Fasta ämnen är mycket tätare än atomer, så det har inte varit klart om applicering av ett starkt optiskt fält först skulle skada materialet eller klä dess elektroniska struktur. Forskarna fann att metaller är ganska robusta, och omtänksam tillämpning av optiska fält kommer faktiskt att orsaka förbandet, " han sa.

Petek sa att resultaten öppnar dörren för nya forskningsområden och kan introducera en rad nya innovationer genom att använda ljus för att kontrollera materiens egenskaper.

"Man kan tänka på hur man kan tillämpa sådana fält för att skapa nya egenskaper hos fasta ämnen med potentiella tillämpningar inom konventionell elektronik, kvantberäkning, eller helt nya applikationer där man introducerar ljus i fasta ämnen för att generera helt nya egenskaper på mycket korta tidsskalor, ", sa han. "Teoretiker har ansett att sådana förband skulle kunna användas för att i ett laboratorium studera hur svarta hål avdunstar."

Teamet kommer sedan att utforska hur man kombinerar flera olika metaller, i linje med de som finns i elektroniska enheter, för att avgöra om det är möjligt att klä deras elektroniska struktur utan att orsaka skada.