13/11/2013
In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Photonics dal gruppo del Prof. Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, in collaborazione con il Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e con l'università di Oldenburg (Germania), è stato infatti possibile combinare le proprietà della luce e dell'elettricità per generare proiettili di elettroni dalle caratteristiche uniche.
Una delle sfide più affascinanti della scienza e della tecnologia moderna è il controllo e la manipolazione del moto degli elettroni. Da un lato infatti gli elettroni sono alla base di tutti i dispositivi elettronici; dall'altro essi, tramite la loro peculiare interazione con i materiali, consentono lo studio approfondito delle loro proprietà, come accade per esempio nei microscopi elettronici. In questi dispositivi, il dettaglio spaziale e temporale dell'immagine risultante dipende dalla dimensione del fascio di elettroni, raggruppati in una sequenza di piccoli "proiettili": più gli elettroni sono compatti, e maggiori sono i dettagli della materia che questi microscopici proiettili riescono a cogliere. Gli elettroni tendono però a respingersi perchè sono elettricamente carichi, e per questo motivo è stato finora molto difficile confinarli su dimensioni piccolissime. Ma ora un importante passo avanti è stato compiuto nella generazione di questi proiettili elettronici. In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Photonics dal gruppo del Prof. Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, in collaborazione con il Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e con l'università di Oldenburg (Germania), è stato infatti possibile combinare le proprietà della luce e dell'elettricità per generare proiettili di elettroni dalle caratteristiche uniche.
Quando si illumina una punta metallica estremamente acuminata mediante intensi lampi di luce, l'effetto parafulmine che si manifesta presso la punta fa sì che da essa vengano espulsi degli elettroni. Grazie a questo processo, e controllando con grande precisione la forma e la durata dei lampi di luce, i ricercatori sono stati in grado di fotoemettere proiettili di elettroni altamente localizzati in spazio e in tempo, con dimensioni di alcuni nanometri e durate temporali di pochi femtosecondi. Questi pacchetti di elettroni, il cui stesso moto può essere accuratamente controllato dalla luce con precisione, offriranno la possibilità in futuro di sondare la risposta dei materiali su scale spaziali e temporali finora inaccessibili.