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리서치 하이라이트

물질 내에서의 원자 움직임에 대한 펨토초 단위 분석 결과

Nature 468, 7325

테이블 탑 펨토초 전자 회절 소스(tabletop femtosecond electron diffraction source)가 개발됨으로써 결정성 물질 내에 있는 원자의 움직임을 관측하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 기술은 충전 밀도 웨이브 물질(charge density wave material 1T-TaS2로 불리는 물질에 적용되었으며, 물질 내에서의 전자 밀도 조절이 주기적인 격자 왜곡을 동반하였다. 기존에 진행되었던 시간 분해성 연구에서는 전자 충전 밀도 웨이브의 다이나믹이 밝혀졌지만, 간접적으로 추정할 수 밖에 없었다. 이번 주 네이처에 발표된 새로운 실험 기법에서는 원자의 움직임이 140 펨토초의 광학 펄스에 반응하여 관찰되었다. 주기적인 격자 왜곡은 예상보다 훨씬 빠른 시간(250fs) 내 붕괴되는 것으로 확인되었으며, 높은 협동성을 보이기 위해서는 전자적으로 다양한 프로세스가 관여하고 있어야 한다는 것을 보여주고 있다. 놀랍도록 높은 정도의 협동은 전자와 격자 시스템 간의 구조적인 역동성을 확인하였으며, 높은 연계성을 가지는 시스템에 대한 연구 기법을 확인할 수 있었다.