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使用激光脉冲引起的异常声波 - 亚历山大·格雷厄姆钟报道，灯光可以转换为声波之后140年

时间：2022-05-02 13:25:06 来源：

超短激光脉冲通过材料中的结构不稳定性引起异常声波。

Riken物理学家使用超短脉冲的剥落中发起异常声波，然后使用电子显微镜创建其运动的视频。此前推进应帮助工程师在使用光线的纳米型测定中实现更高的热流和声音的精度控制。

图1：大多数声波是纵向波（图像底部），但是一些是横向（图像顶部），并使材料的原子或分子垂直于其行进方向振荡。Riken研究人员已经成功地在VTE2的薄片中产生横向声波。

1880年，电话名望的亚历山大格雷厄姆贝尔报道，光线可以在一些材料中转换成声波。现在，140年后，这种效果产生了很多兴趣，因为它可用于控制纳米材料中的热量和声音流动。

“通过利用这种效果，我们可以在纳米规模上管理热量和声音，”Riken Centr为紧急事项科学中心Asuka Nakamura说。“这允许我们在非常小的设备中进行新的功能。”

大多数声波压缩并沿着它们行驶的方向压缩和展开材料，这些方向被称为纵波。但是一些声波是横向的并且导致材料的原子或分子垂直于它们的行程方向振荡（图1）。

在先前的实验中，使用光在纳米材料中诱导声波的声波，光的光加热材料，使其在所有方向上膨胀，从而产生纵向声波。现在，Nakamura和他的同事使用了不同的机制来生产薄片的VTE2中的横向声波。

Asuka Nakamura和同官员在薄片2的薄片中创建了横向光声波并使用超氮电子显微镜进行了成像。

研究人员使用超短的激光脉冲来诱导结构不稳定性，改变材料的晶体结构并产生横向声波。它们能够从电子衍射测量中检测结构的这种变化。

横向波承诺给工程师提供更大的多功能性。“通过利用这种新机制，可以在未来控制声波中原子位移的方向，”Nakamura说。

该团队使用特殊的电子显微镜 - 日本中只有两个中的一个模仿剥落中的波浪。这不是卑鄙的壮举，因为薄片只有75纳米厚，时间分辨率在皮秒（1 picoSecond = 1012秒）−上。“这种超快电子显微镜是我们研究中最重要的方面之一，”Nakamura说。“它允许我们采取声波的电子显微镜视频。”

研究人员被显微镜的潜力兴奋。“它将允许我们通过电子衍射定量地评估声波的声波幅度，”Nakamura说。“此外，我们的系统可以可视化磁结构和波浪。”

参考：“由薄片VTE2的不寻常的光声波的纳米级成像由Asuka Nakamura，Takahiro Shimojima，Yusuke Chiasshi，Manabu Kamitani，Hideaki Sakai，Shintaro Ishiwata，Han Li和Kyoko Ishizaka，5月28日2020年，Nano Letters.Doi：
10.1021 / ACS.NANOLETT.0C01006

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