Powstanie mikroskop komórkowy czasu rzeczywistego

Japońscy naukowcy odkryli, że w arsenku galu pod wpływem zmiennego pola elektrycznego wyzwalana jest fala ekscytonów, objawiająca się jasną poświatą w bliskiej podczerwieni. Odkrycie umożliwi budowę mikroskopów komórkowych czasu rzeczywistego – podał portal EurekAlert.

Odkrycia, które może mieć wielki wpływ na wydajność urządzeń opartych na układach półprzewodnikowych, dokonał zespół naukowców z Kyoto University pod kierownictwem prof. Hideki Hirori i prof. Koichiro Tanaki z Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS).

Pracując z arsenkiem galu (GaA), jednym z najbardziej znanych materiałów półprzewodnikowych, badacze zaobserwowali, że w próbce tego materiału poddawanej terahercowym zmiennym polom elektrycznym (1 Teraherc=1000 gigaherców) wyzwolona zostaje wielka liczba ekscytonów (ekscyton to quasi-cząstka powstająca na skutek oddziaływania między elektronem i dziurą, zwykle powstająca w wyniku wzbudzania elektronu – PAP). Pojedynczy cykl oddziaływania zmiennego pola elektrycznego, trwający pikosekundę, skutkuje 100-krotnym wzrostem gęstości ekscytonów, w porównaniu z początkowym stanem próbki. Oznacza to wyzwolenie dużej ilości energii.

Jak stwierdził w materiale opublikowanym w „Nature Communications” prof. Hirori „powstająca lawina ekscytonów znajduje odbicie w jasnej poświacie obserwowalnej w bliskiej podczerwieni, co pokazuje wzrost przenoszonych cząstek o trzy rzędy wielkości”.

Jak dodał prof. Tanaka nowe odkrycie może znaleźć zastosowanie przy konstrukcji systemów obrazowania medycznego i biologicznego o bardzo wysokiej rozdzielczości działających w czasie rzeczywistym, np. mikroskopów do obserwacji zachowania i przemian pojedynczych komórek, tranzystorów wielkich szybkości oraz wysokowydajnych ogniw słonecznych.