Физики придумали новый эффективный способ создания мощных пикосекундных импульсов деформации, амплитуда которых близка к 1%. Это открытие найдет применение в акустической наноскопии для исследования механических свойств живых клеток или для управления свойствами материалов на пикосекундной временной шкале.
Ученые используют при акустической наноскопии ученые короткие импульсы продольной деформации — это чередующиеся области сжатия и растяжения, которые распространяются в материале со скоростью звука. Для того чтобы получить такие импульсы, применяются опто-акустические преобразователи. Их роль выполняют тонкие пленки металла, которые под действием фемтосекундного лазерного импульса нагреваются и расширяются, генерируя при этом волну деформации. Но при таком методе материал сильно нагревается. Это может приводить как к разрушению самого преобразователя, так и к повреждению исследуемых образцов.
Российские ученые вместе с зарубежными коллегами разработали новый способ генерации таких импульсов. Для этого они провели ряд экспериментов и расчетов. Им удалось выяснить, какой импульс деформации можно получить при возбуждении фемтосекундным лазером материала пленки диоксида ванадия. В VO2 возможен структурный переход первого рода. Эксперты предположили, что если вызвать такой переход с помощью фемтосекундного импульса, то быстрая перестройка решетки приведет к созданию акустической волны деформации.
Проведя такой эксперимент, ученые смогли получить импульсы деформации с большой амплитудой, которая достигала 1%. При этом энергия лазерного пучка, который используют для создания импульса деформации, была меньше обычно используемой в экспериментах с металлическими пленками.
