Escudriñar el interior de los materiales

En el último decenio, la física en el orden de los attosegundos ha dado lugar a trabajos teóricos extensos destinados a lograr predicciones numéricas para elaborar modelos de la interacción entre luz y materia y de la dinámica de los electrones en el interior de los átomos. Hasta ahora se han realizado investigaciones con átomos, moléculas y la superficie de muestras sólidas. Por su parte, los responsables del proyecto financiado con fondos europeos «Attosecond electron processes in solids» (ATTOTRON) pretenden valerse de la radiación en el rango de los attosegundos para sacar a relucir las propiedades dinámicas de los materiales masivos.

De forma muy similar a la radiación por microondas, los campos óptico y cercano al infrarrojo pueden alterar notablemente las propiedades físicas de materiales de banda ancha, como los dieléctricos utilizados en las tecnologías de semiconductores. Concretamente, los pulsos de láser ultracortos permiten la exposición de dieléctricos sin causarles daños y modificaciones notables de su sistema electrónico. Además, estos campos (confinados temporalmente en grado intenso) hacen posible transformar un dieléctrico de aislante a conductor.

ATTOTRON ofrece la oportunidad de manipular la estructura electrónica del dieléctrico y su capacidad de polarización mediante radiación láser cercana al infrarrojo e inferior a los femtosegundos. Los estudios realizados en este proyecto sobre los semiconductores de banda estrecha permitirán conocer a fondo la dinámica de excitación visible de los electrones y el acoplamiento ultrarrápido de la cinética electrónica y nuclear. En colaboración con teóricos, se está articulando un marco teórico para el análisis de los datos registrados en el plan experimental creado.

La transferencia de poblaciones electrónicas en sólidos en femtosegundos constituye la base de la tecnología moderna basada en el silicio y, en consecuencia, supone la piedra angular de las tecnologías automáticas de comunicación e inteligencia. Se espera que los estudios de ATTOTRON sobre el control y la observación del comportamiento de los electrones en el tiempo aclaren considerablemente las estructuras de banda y las dinámicas vectoras en los materiales masivos. Los hallazgos relacionados con las dinámicas electrónicas ultrarrápidas en el dióxido de silicio se han publicado en una revista con comité de lectura.