Sodelavci Odseka za kompleksne snovi IJS z novim uspehom

V ugledni reviji Nature Communications je izšel članek z naslovom “A time-domain phase diagram of metastable states in a charge ordered quantum material – Časovno ločljiv fazni diagram metastabilnih stanj v kvantnem materialu z urejanjem nabojev”, katerega vsi avtorji so sodelavci Odseka za kompleksne snovi Instituta »Jožef Stefan«. Članek so pod vodstvom prof. dr. Dragana D. Mihailovića napisali Jan Ravnik, Michele Diego, Yaroslav Gerasimenko, Yevhenii Vaskivskyi, Igor Vaskivskyi, Tomaž Mertelj in Jaka Vodeb. Odkriti kvantni material je zanimiv kot potencialni novi ultrahitri spominski material.

Avtorji so v članku predstavili časovno razvijajoči se fazni diagram prototipnega kvazi dvodimenzionalnega materiala 1T-TaS2. Material v zadnjem času vzbuja veliko pozornosti v uglednih znanstvenih revijah, kjer poročajo o številnih metastabilnih elektronsko urejenih kvantnih stanjih, ustvarjenih bodisi z optičnim bodisi z električnim vzbujanjem. Predvsem zaradi slednjega je material zanimiv kot potencialni novi ultrahitri spominski material.

Avtorji so kot prvi izvedli sistematično študijo opaženih metastabilnih stanj in določili robne pogoje, pri katerih se stanja pojavljajo, kako se fazne meje razvijajo s časom in kakšni so vzbujevalni pogoji, ki vplivajo na dolgoročno metastabilnost. Študija je izjemnega pomena za nadaljnji razvoj tehnologije, kjer je bistven zunanji vpliv na material in časovna skala obstojnosti različnih stanj.

Prikaz faznih diagramov v časovni domeni je tudi teoretična novost. Za fazne diagrame na splošno velja, da predstavljajo faze v ravnovesju. Predstavitev faznega diagrama za metastabilna stanja pa zaradi različnih življenjskih časov stanj uvaja časovno os, kar zahteva meritve v različnih časovnih okvirih. V članku, ki je nastal v okviru doktorskega projekta mladega raziskovalca Jana Ravnika, je predstavljen takšen “dinamični” fazni diagram s časovnim razponom od 10-12 s do 103 s. Rezultati poleg konceptualne novosti odpirajo pot razvoju novih metastabilnih kvantnih materialov.

Povezava na članek: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22646-7

Foto: IJS