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Los pulsos de terahercios inducen quiralidad en un cristal no quiral

by Redacción BL

La luz de terahercios tiene la capacidad de controlar sólidos a nivel atómico, formando estructuras quirales de zurdos y diestros. Crédito: Zhiyang Zeng (MPSD)

La quiralidad se refiere a objetos que no se pueden superponer a sus imágenes especulares mediante ninguna combinación de rotaciones o traslaciones, muy parecido a las distintas manos izquierda y derecha de un humano. En los cristales quirales, la disposición espacial de los átomos confiere una «orientación» específica que, por ejemplo, influye en sus propiedades ópticas y eléctricas.

Un equipo de Hamburgo-Oxford se ha centrado en los llamados antiferroquirales, un tipo de cristal no quiral que recuerda a los materiales antiferromagnéticos, en los que los momentos magnéticos se anti-alinean en un patrón escalonado que conduce a una magnetización neta que se desvanece. Un cristal antiferroquiral está compuesto por cantidades equivalentes de subestructuras diestras y zurdas en una celda unitaria, lo que lo hace en general no quiral.

El equipo de investigación, dirigido por Andrea Cavalleri del Instituto Max-Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia, utilizó luz de terahercios para elevar este equilibrio en el material no quiral fosfato de boro (BPO).4), induciendo de esta manera quiralidad finita en una escala de tiempo ultrarrápida.

La investigación del equipo es publicado en el diario Ciencia.

«Explotamos un mecanismo denominado fonónica no lineal», dice Zhiyang Zeng, autor principal de este trabajo. «Al excitar un modo vibratorio de frecuencia de terahercios específico, que desplaza la red cristalina a lo largo de las coordenadas de otros modos en el material, creamos un estado quiral que sobrevive durante varios picosegundos», añadió.

«En particular, al rotar la polarización de la luz de terahercios 90 grados, podríamos inducir selectivamente una estructura quiral izquierda o derecha», continúa el autor Michael Först.

«Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para el control dinámico de la materia a nivel atómico», dice Cavalleri, líder del grupo en el MPSD. «Estamos entusiasmados de ver las aplicaciones potenciales de esta tecnología y cómo se puede utilizar para crear funcionalidades únicas. La capacidad de inducir quiralidad en materiales no quirales podría conducir a nuevas aplicaciones en dispositivos de memoria ultrarrápidos o incluso plataformas optoelectrónicas más sofisticadas».

Más información:
Z. Zeng et al, quiralidad fotoinducida en un cristal no quiral, Ciencia (2025). DOI: 10.1126/ciencia.adr4713

Proporcionado por el Instituto Max Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia


Citación: Los pulsos de terahercios inducen quiralidad en un cristal no quiral (23 de enero de 2025) recuperado el 23 de enero de 2025 de https://phys.org/news/2025-01-terahertz-pulses-chirality-chiral-crystal.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.



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Los pulsos de terahercios inducen quiralidad en un cristal no quiral

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La luz de terahercios tiene la capacidad de controlar sólidos a nivel atómico, formando estructuras quirales de zurdos y diestros. Crédito: Zhiyang Zeng (MPSD)

La quiralidad se refiere a objetos que no se pueden superponer a sus imágenes especulares mediante ninguna combinación de rotaciones o traslaciones, muy parecido a las distintas manos izquierda y derecha de un humano. En los cristales quirales, la disposición espacial de los átomos confiere una «orientación» específica que, por ejemplo, influye en sus propiedades ópticas y eléctricas.

Un equipo de Hamburgo-Oxford se ha centrado en los llamados antiferroquirales, un tipo de cristal no quiral que recuerda a los materiales antiferromagnéticos, en los que los momentos magnéticos se anti-alinean en un patrón escalonado que conduce a una magnetización neta que se desvanece. Un cristal antiferroquiral está compuesto por cantidades equivalentes de subestructuras diestras y zurdas en una celda unitaria, lo que lo hace en general no quiral.

El equipo de investigación, dirigido por Andrea Cavalleri del Instituto Max-Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia, utilizó luz de terahercios para elevar este equilibrio en el fosfato de boro, material no quiral (BPO).4), induciendo de esta manera quiralidad finita en una escala de tiempo ultrarrápida.

La investigación del equipo es publicado en el diario Ciencia.

«Explotamos un mecanismo denominado fonónica no lineal», dice Zhiyang Zeng, autor principal de este trabajo. «Al excitar un modo vibratorio de frecuencia de terahercios específico, que desplaza la red cristalina a lo largo de las coordenadas de otros modos en el material, creamos un estado quiral que sobrevive durante varios picosegundos», añadió.

«En particular, al rotar la polarización de la luz de terahercios 90 grados, podríamos inducir selectivamente una estructura quiral izquierda o derecha», continúa el autor Michael Först.

«Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para el control dinámico de la materia a nivel atómico», dice Cavalleri, líder del grupo en el MPSD. «Estamos entusiasmados de ver las aplicaciones potenciales de esta tecnología y cómo se puede utilizar para crear funcionalidades únicas. La capacidad de inducir quiralidad en materiales no quirales podría conducir a nuevas aplicaciones en dispositivos de memoria ultrarrápidos o incluso plataformas optoelectrónicas más sofisticadas».

Más información:
Z. Zeng et al, quiralidad fotoinducida en un cristal no quiral, Ciencia (2025). DOI: 10.1126/ciencia.adr4713

Proporcionado por el Instituto Max Planck para la Estructura y Dinámica de la Materia


Citación: Los pulsos de terahercios inducen quiralidad en un cristal no quiral (23 de enero de 2025) recuperado el 23 de enero de 2025 de https://phys.org/news/2025-01-terahertz-pulses-chirality-chiral-crystal.html

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