(a) Esquema de THz-STM controlado por fase. (b) Ráfaga de corriente ultrarrápida inducida por campos cercanos de doble THz controlados por fase y retardo. Un campo cercano sinusoidal de THz produce una ráfaga de corriente bidireccional ultrarrápida entre una muestra y un nanotip. Al ajustar con precisión la fase de envolvente de la portadora (CEP) del campo cercano THz, la dirección y la sincronización de la ráfaga de corriente se pueden manipular deseablemente en la escala de tiempo de femotosegundos. Crédito:Universidad Nacional de Yokohama
Investigadores de Japón han dado un paso hacia una electrónica más rápida y avanzada al desarrollar una mejor manera de medir y manipular materiales conductores a través de microscopía de túnel de barrido. El equipo publicó sus resultados en julio en Nano letras , una revista de la American Chemical Society. Científicos de la Universidad de Tokio, Universidad Nacional de Yokohama, y el Laboratorio Central de Investigación de Hamamatsu Photonics contribuyeron a este artículo.
La microscopía de túnel de barrido (STM) implica colocar una punta conductora cerca de la superficie del material conductor que se va a obtener la imagen. Se aplica un voltaje a través de la punta a la superficie, creando una "unión de túnel" entre los dos a través del cual viajan los electrones.
La forma y posición de la punta, la fuerza del voltaje, y la conductividad y la densidad de la superficie del material se unen para proporcionar al científico una mejor comprensión de la estructura atómica del material que se está fotografiando. Con esa información, el científico debería poder cambiar las variables para manipular el material en sí.
Manipulación precisa, sin embargo, ha sido un problema, hasta ahora.
Los investigadores diseñaron un ciclo de pulso de terahercios personalizado que oscila rápidamente entre campos cercanos y lejanos dentro de la corriente eléctrica deseada.
Prof. Jun Takeda (izquierda) y Katsumasa Yoshioka (derecha) Crédito:Universidad Nacional de Yokohama
"La caracterización y el control activo de los campos cercanos en la unión de un túnel son esenciales para avanzar en la manipulación elaborada de procesos impulsados por campos de luz a nanoescala, "dijo Jun Takeda, profesor del departamento de física de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad Nacional de Yokohama. "Demostramos que los campos cercanos con control de fase deseables se pueden producir en una unión de túnel mediante microscopía de túnel de barrido de terahercios con un cambiador de fase".
Según Takeda, Estudios previos en esta área asumieron que los campos cercano y lejano eran los mismos, espacial y temporalmente. Su equipo examinó los campos de cerca y no solo identificó que había una diferencia entre los dos, pero se dio cuenta de que el pulso del láser rápido podría provocar el desplazamiento de fase necesario del pulso de terahercios para cambiar la corriente al campo cercano.
"Nuestro trabajo es muy prometedor para el avance de la física de campo fuerte en sistemas de estado sólido a nanoescala, como los materiales de cambio de fase utilizados para los medios de almacenamiento óptico en DVD y Blu-ray, así como microscopías y electrónica ultrarrápida de última generación, "Dijo Takeda.
