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Nonlinear spectroscopy with high power THz waves

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Un trilionesimo di secondo

Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo sistema spettroscopico basato su laser che opera a frequenze adatte a fenomeni non lineari in numerosi materiali. Il sistema sta già aprendo una finestra sulle interazioni molecolari e il trasporto di elettroni nei semiconduttori.

Tecnologie industriali

Numerosi fenomeni biomedici e dei materiali come le vibrazioni collettive delle proteine e le transizioni di elettroni nelle nano strutture dei semiconduttori hanno luogo nell'intervallo di frequenza dei terahertz (THz). Un THz equivale a un trilione di volte al secondo, e questo riflette l'incredibile velocità di questa attività. La scarsità di fonti a elevata potenza THz al di là di quelle basate su acceleratori, molto dispendiose, ha contribuito alla mancanza di ricerca nella spettroscopia THz non lineare. Partendo dalle tecnologie THz basate su laser di cui sono stati i pionieri, alcuni ricercatori finanziati dall'UE hanno dato il via al progetto HINTS ("Nonlinear spectroscopy with high power THz waves") al fine di studiare le proprietà dei THz dei nuovi metamateriali. Il team ha realizzato con successo un sistema ottico per la generazione di impulsi THz ad alta energia e a singolo ciclo con energia e spettro ottimali. Il sistema è stato già utilizzato per studiare la dissociazione molecolare, le nano particelle non lineari e il trasporto nei materiali semiconduttori. Inoltre, i ricercatori hanno sviluppato simulazioni numeriche dei meccanismi di generazione di THz. Questo dovrebbe garantire un'estensione del possibile intervallo dello spettro THz dei laser allo zaffiro di titanio per raggiungere futuri scopi di ricerca. I risultati di HINTS nel campo della spettroscopia THz sono stati pubblicati in riviste specializzate e presentati presso alcune conferenze. Il progetto ha rafforzato i legami tra Svizzera e Russia. La collaborazione continua avrà vantaggi sia per la comunità THz che per la ricerca sui materiali in generale.

Parole chiave

Laser, non lineare, materiali, interazioni molecolari, trasporto di elettroni, semiconduttori, nanostrutture, terahertz, THz, tecnologia THz, spettroscopia non lineare, meta materiali, sistema ottico, materiali semiconduttori

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