Doktorsko delo je posvečeno povezavi med atomsko ločljivimi mikrokopskimi slikami in ultrahitrimi pod pikosekundnimi meritvami lasersko vzbujenih faznih prehodov v 1T-TaS2. Kombinacija vrstične tunelske mikroskopije (STM) in vzbuditveno testne tehnike nam da vpogled ne le v mikroskopsko sliko urejanja in topološko naravo različnih lasersko vzbujenih stanj, temveč tudi v pogoje pod katerimi se ta stanja pojavijo in v časovno skalo na kateri se oblikujejo.
1T-TaS2 je plastoviti dihalkogenid prehodnih kovin, ki je vzbudil veliko zanimanje z odkritjem stabilnega skritega stanja, ki ga lahko vzbudimo z ultrahitrim laserskim ali električnim sunkom. Ker je prehod hiter, je 1T-TaS2 postal zelo dober kandidat za ultrahitre nizkotemperaturne spominske elemente prihodnosti. Izvedel sem več meritev, kjer sem spreminjal moč in fluenco laserskega snopa pri različnih temperaturah z namenom sestaviti fazni diagram fotoinduciranih stanj v 1T-TaS2. Izkaže se, da je optični preklop v skrito stanje zelo robusten in da je mejna fluenca za preklop enaka pri vseh temperaturah. Po drugi strani pa je preklop med ostalimi stanji težko ponovljiv pri uporabi laserja z valovno dolžino 800 nm. Tako se amorfno stanje in stanja z domenami različnih kiralnosti pri preklapljanju pojavljajo naključno. Pri uporabi visokih moči laserja sem opazil novo vrsto laserske transformacije v kristalu, in sicer gre za politipno transformacijo vrhnje plasti materiala iz 1T v 1H politip, kjer ključno vlogo igra lokalno segrevanje in hitro ohlajanje. Na transformirani površini lahko opazujemo fazni prehod med fazama s črtami in trikotno mrežo, ki kažeta zanimive topološke lastnosti. Podrobneje sem preučil tudi domenske stene med domenami različne kiralnosti, ki nimajo trivialne strukture.
Z namenom združiti ultrahitre meritve z atomsko ločljivimi STM slikami sem sestavil teraherčno (THz) prožen STM. Sestavil in karakteriziral sem nekaj virov ultrahitrih teraherčnih sunkov in jih uporabil za vzbujanje konice tunelskega mikroskopa. Opazil sem do 20 pA usmerjenega THz toka, kar je dovolj za opazovanje sprememb v časovno ločljivih meritvah. Naprava v času mojega dela ni bila popolnoma dokončana. Izsledki so kljub temu predstavljeni kot pomoč pri nadaljnji izgradnji in optimizaciji naprave.
|