Izolanty se často dají přeměnit na materiály elektricky vodivé nebo na polovodiče vnášením dopantů (nečistot) do jejich mřížky. Další možností je „přestavba“ struktury materiálu vysokým tlakem (což je ovšem postup s velmi omezeným technologickým využitím). Vědci University of Trento, University of California Berkeley a Lawrence Berkeley National Laboratory nyní navrhl třetí cestu přeměny izolantu na polovodič. Zjistili, že vystavením izolačního materiálu ultrarychlým laserovým pulzům (10 femtosekund, 10 na -15 s) je možné změnit pohyb elektronů. Použitým materiálem byl selenid titaničitý TiSe2.
Jak uvádí průvodní tisková zpráva, selenid titaničitý má už sám o sobě velmi zvláštní vlastnosti: ač izolant, vypadá jako kov. Je například lesklý, zatímco nevodiče jsou obvykle neprůhledné a neodrážejí světlo.
Na základě experimentálních výsledků a výpočtů obou výzkumných týmů se zjistilo, že vystavení tohoto materiálu ultrarychlým laserovým pulzům mění jeho energetické stavy a pohyb elektronů; přeměna na polokov pak vydrží (dosáhnou-li aplikované pulzy prahové hodnoty) asi 500 femtosekund. Oproti chemickému dotování přeměna elektrických vlastností materiálu není trvalá, což nebízí jiné způsoby využití celého jevu. Autoři výzkumu uvádějí například velmi rychlé/výkonné počítače fungující současně kombinovaně na optickém i elektrickém principu.
Maximilian Huber et al, Ultrafast creation of a light-induced semimetallic state in strongly excited 1T-TiSe2, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adl4481
Zdroj: University of Trento / Phys.org