Los materiales en forma de láminas pueden tener propiedades interesantes que podrían beneficiar a los dispositivos, desde la electrónica flexible hasta las células solares. Los investigadores creen que pueden personalizar las propiedades de estos materiales mediante el uso de pulsos de luz para cambiar rápidamente los materiales de un estado a otro. Por ejemplo, los pulsos de luz podrían convertir un aislante eléctrico en un conductor. Pero la capacidad para hacer esto depende de la eficiencia con la que se transfiera la energía de la luz a los núcleos atómicos del material. Ahora, los investigadores han demostrado, por primera vez, que la conversión de luz en vibraciones atómicas en láminas delgadas de diselenuro de molibdeno es muy rápida y eficiente. De hecho, la conversión es casi 100 por ciento eficiente y ocurre en una billonésima de segundo.

El estudio indica un enfoque potencial para controlar ciertas películas con láseres. Los científicos están interesados ​​en estas películas porque los materiales pueden ser extremadamente fuertes y conductores. El control de tales películas podría ayudar a las aplicaciones de próxima generación. Por ejemplo, podría beneficiar a la electrónica flexible, dispositivos de almacenamiento de datos, células solares, la luz emite diodos, y catalizadores químicos.

La luz podría inducir cambios estructurales deseables en láminas delgadas de materiales. Estos materiales podrían tener aplicaciones que van desde dispositivos de almacenamiento de datos hasta catalizadores químicos. El desafío es comprender verdaderamente el movimiento atómico en tiempo real y la temperatura de la red. Los científicos han carecido de las técnicas experimentales adecuadas. Usando difracción de electrones ultrarrápida, Los investigadores probaron directamente la conversión de la energía luminosa en vibraciones de la red atómica general en un modelo de semiconductor de dos capas. diselenuro de molibdeno. El equipo descubrió que al crear una alta densidad de portadores de carga, la energía se transfiere eficientemente a la red en una billonésima de segundo. Simulaciones por computadora, específicamente, Simulaciones de dinámica molecular cuántica no adiabática de primeros principios, reprodujo la conversión de la energía luminosa en vibraciones de celosía.

Las simulaciones sugirieron además que un ablandamiento de las vibraciones en el estado excitado inducido por la luz es un precursor de la transferencia de energía rápida y eficiente. Saber cómo responde la red atómica de la película a los láseres tiene implicaciones para, Un día, usando luz para controlar las corrientes eléctricas en los dispositivos.