Fizičari na Univerzitetu u Štutgartu predvođeni profesorom Sebastijanom Lotom su razvili revolucionarnu kvantnu mikroskopiju koja omogućava detaljno snimanje kretanja elektrona na atomskom nivou sa neverovatnom preciznošću u prostoru i vremenu.
Ovaj inovativni metod ima potencijal da transformiše način na koji naučnici razvijaju materijale, omogućavajući im da to čine na mnogo precizniji i efikasniji način nego ikada ranije. Njihova istraživanja su objavljena u uglednom časopisu Nature Physics.
Profesor Lot, koji je i generalni direktor Instituta za funkcionalne materijale i kvantnu tehnologiju na Univerzitetu u Štutgartu, ističe da ovaj metod omogućava posmatranje fenomena koji do sada nisu bili vidljivi. To otvara mogućnosti za rešavanje dugogodišnjih pitanja o kretanju elektrona u čvrstim materijalima i ima veliki značaj za razvoj novih materijala.
Tradiconalno, u metalima, izolatorima i poluprovodnicima promene na atomskom nivou retko utiču na makroskopska svojstva materijala. Međutim, napredniji materijali, koji se proizvode isključivo u laboratoriji, mogu pokazati potpuno novo ponašanje čak i pri minimalnim promenama na atomskom nivou. Na primer, neki od ovih materijala mogu preći iz izolatora u superprovodnike, omogućavajući provođenje struje bez gubitka toplote.
Lotova radna grupa uspela je da posmatra ponašanje ovih materijala tokom mikroskopskih promena na atomskom nivou, posebno fokusirajući se na kolektivno kretanje elektrona u talasu gustine naelektrisanja. Njihova istraživanja su omogućila dublje razumevanje kako nečistoće mogu uticati na ove procese, pružajući ključne uvide u dizajn materijala sa specifičnim svojstvima.
Kombinujući skenirajući tunelski mikroskop sa ultrabrzom spektroskopskom metodom poznatom kao spektroskopija pumpe, Lot i njegov tim su postigli izuzetnu preciznost u posmatranju materijala na atomskom nivou. Ova tehnika zahteva visok nivo zaštite od spoljnih uticaja poput vibracija, buke i fluktuacija temperature i vlažnosti kako bi se obezbedila tačna merenja.
Njihova istraživanja su rezultirala objavljivanjem studije u časopisu Nature Physics, pružajući dragocene informacije o dinamici talasa kolektivne gustine naelektrisanja na atomskom nivou. Ovo otkriće otvara nove mogućnosti za razvoj materijala sa željenim svojstvima, kao što su ultra-brza prebacivanja materijala u elektronskim komponentama i senzorima.
