1. Absorción de Fotones:
- Cuando un material absorbe un fotón, la energía del fotón se transfiere a los electrones del material, provocando que pasen a estados de mayor energía.
- Esta transferencia de energía puede provocar la excitación de vibraciones atómicas, ya que el aumento de energía de los electrones puede alterar las posiciones de equilibrio de los átomos.
2. Resonancia de plasmón superficial:
- La resonancia de plasmón superficial es un fenómeno que se produce cuando la luz interactúa con nanopartículas metálicas o películas metálicas delgadas.
- La luz incidente crea oscilaciones colectivas de electrones en la superficie del metal, conocidas como plasmones superficiales.
- La energía de los plasmones superficiales puede transferirse a los átomos cercanos, provocando la excitación de vibraciones atómicas.
3. Excitación fonón-polaritón:
- Los fonones-polaritones son cuasipartículas resultantes del acoplamiento de la luz con fonones ópticos (vibraciones reticulares cuantificadas).
- Cuando las ondas de luz interactúan con un material con una alta concentración de fonones ópticos, la energía de la luz puede transferirse a los fonones, lo que provoca la excitación de vibraciones atómicas.
4. Excitación láser ultrarrápida:
- Los pulsos láser ultrarrápidos pueden emitir energía luminosa intensa en escalas de tiempo extremadamente cortas.
- Mediante el uso de pulsos láser de femtosegundos o picosegundos, es posible excitar vibraciones atómicas de alta frecuencia conocidas como fonones coherentes.
- Los fonones coherentes exhiben oscilaciones sincronizadas y pueden usarse para estudiar la dinámica a nivel atómico.
5. Efecto fotoacústico:
- El efecto fotoacústico consiste en la conversión de la energía luminosa absorbida en calor y la posterior generación de ondas acústicas debido a la expansión térmica.
- A medida que un material absorbe la luz, provoca un rápido aumento de temperatura, lo que provoca la expansión y contracción del material.
- Esta expansión genera ondas acústicas que transportan información sobre las vibraciones atómicas inducidas por la luz absorbida.
6. Espectroscopia Raman:
- La espectroscopia Raman es una técnica que utiliza la dispersión inelástica de la luz para sondear vibraciones moleculares.
- Cuando la luz interactúa con una molécula, puede transferir energía a modos vibratorios específicos, lo que da como resultado la emisión de luz dispersa con frecuencias desplazadas.
- El análisis de estos cambios de frecuencia proporciona información sobre las vibraciones moleculares y los desplazamientos atómicos.
Estos métodos permiten a investigadores y científicos comprender las interacciones fundamentales entre la luz y la materia a nivel atómico. Al convertir la luz en vibraciones atómicas, obtienen conocimientos sobre las propiedades de los materiales, los procesos de transferencia de energía y la dinámica de las estructuras atómicas.
