Forscher erzeugen Superkristall – Ultrakurzer Laserpuls bringt Mischkristall in einen zuvor unbekannten Materialzustand


Durch einen Laserpuls bildeten sich in einem heterogenen Material geordnete dreidimensionale Gitterstrukturen – ein Superkristall entstand. © L-Q Chen Group / Penn State
Exotischer Zustand: Ein einziger Laserpuls kann reichen, um ein „normales“ Material in einen exotischen Superkristall zu verwandeln – das belegen nun Experimente von US-Forschern. Ihnen ist es gelungen, durch raffinierte Schichtung des Ausgangsmaterials und einen gezielten Laserpuls eine neuartige Kristallstruktur zu erschaffen. Dieser Superkristall bleibt bei Raumtemperatur stabil und stellt einen ganz neuen Materialzustand dar, so die Forscher im Fachmagazin „Nature Materials“.

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Die meisten Feststoffe liegen in Kristallform vor: Ihre Atome oder Moleküle bilden ein geordnetes, periodisches Gitter. Dessen Struktur prägt die Eigenschaften dieser Materialien und macht sie beispielsweise zu Halbleitern, brechungsstarken Linsen oder Metamaterialien, die Licht stoppen oder als Frequenzverdoppler für Strahlung wirken. Forscher schätzen zudem, dass ein Drittel aller kristallinen Feststoffe topologische Materialien sind – sie zeigen ein exotisches elektrisches Verhalten.

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