Los investigadores de la Universidad de Stuttgart han desarrollado un innovador método de microscopía cuántica que permite visualizar los movimientos de los electrones a cámara lenta, una hazaña hasta ahora inalcanzable. El profesor Sebastian Loth, director general del Instituto de Materia Funcional y Tecnologías Cuánticas (FMQ), explica que esta innovación aborda cuestiones de larga data sobre el comportamiento de los electrones en sólidos, con importantes implicaciones para el desarrollo de nuevos materiales. En materiales convencionales como metales, aislantes y semiconductores, los cambios a nivel atómico no alteran las propiedades macroscópicas. Sin embargo, los materiales avanzados producidos en laboratorios muestran cambios dramáticos en las propiedades, como pasar de aislantes a superconductores, con modificaciones atómicas mínimas. Estos cambios ocurren en picosegundos, lo que afecta directamente al movimiento de los electrones a escala atómica. LA PUNTA DE IMÁGENES DEL MICROSCOPIO DE TÚNEL DE BARRIDO CON RESOLUCIÓN TEMPORAL CAPTURA EL MOVIMIENTO COLECTIVO DE ELECTRONES EN MATERIALES MEDIANTE PULSOS ULTRARRÁPIDO DE TERAHERTZIOS. CRÉDITO DE LA FOTO: © SHAOXIANG SHENG, UNIVERSIDAD DE STUTTGART (FMQ) El equipo de Loth ha observado con éxito estos cambios rápidos al aplicar un pulso eléctrico de un picosegundo a un material de niobio y selenio, estudiando el movimiento colectivo de los electrones en una onda de densidad de carga. Descubrieron cómo las impurezas individuales pueden interrumpir este movimiento colectivo, enviando distorsiones de tamaño nanométrico a través del colectivo de electrones. Esta investigación se basa en trabajos anteriores en los Institutos Max Planck en Stuttgart y Hamburgo. Comprender cómo el movimiento de los electrones se detiene por las impurezas podría permitir el desarrollo dirigido de materiales con propiedades específicas, beneficiosas para crear materiales de conmutación ultrarrápida para sensores o componentes electrónicos. Loth enfatiza el potencial del diseño a nivel atómico para afectar las propiedades macroscópicas del material. El innovador método de microscopía combina un microscopio de efecto túnel de barrido, que ofrece una resolución a nivel atómico, con espectroscopia de bombeo-sonda ultrarrápida para lograr una alta resolución espacial y temporal. La configuración experimental es muy sensible y requiere protección contra vibraciones, ruido y fluctuaciones ambientales para medir señales extremadamente débiles. El microscopio optimizado del equipo puede repetir experimentos 41 millones de veces por segundo, lo que garantiza una alta calidad de la señal y los convierte en pioneros en este campo. Archivado en General. Leer más sobre Ciencia.