Mitte kõik füüsikaavastused ei paku kohe käegakatsutavat praktilist rakendust, samas võib alul silma eest varjatud teadmine eesriide avanedes ootamatult eredalt teaduse tuppa paista, valgustades ka nurki, kus erinevad distsipliinid kohtuvad. Need poeetilised metafoorid sobivad kirjeldama saksa ja vene teadlaste ühistööd, mille tulemusel avastati autorite hinnangul uudne käitumine tahkismaterjalis.
Harilikult on liitiumniobaat (LiNbO3) nähtavas valguses läbipaistev. Väikeste Fe203 lisandikoguste viimisel kristalli hakkab läbipaistvus sõltuma ioonide kontsentratsioonide suhtest Fe2+/Fe3+ – mida vähem on kolmelaengulisi rauaioone kahelaenguliste suhtes, seda parem läbipaistvus. Katse alguses on kontsentratsioonide suhe niisugune, et kristalli taha paigutatud lambi valgus neeldub enne kristalli ees asuvasse CCD kaamerasse jõudmist. Laengute liikuvuse suurendamiseks tõstetakse temperatuuri aeglaselt (3K/min) kuni 550…700°C olenevalt katsest. Saavutanud soovitud temperatuuri, pingestatakse kristalli otstele sadestatud kuldelektroodid kuni 1kV pingega. Siinkohal hakkabki eesriie aeglaselt avanema – katoodi lähedale tekib läbipaistev teravapiiriline ala, mis hakkab kiirusega suurusjärgus 1cm/h anoodi suunas laienema.
 |
| a) Kristall vähe aega pärast pingestamist, b) lainefront on paremale, anoodi suunas, nihkunud. |
Elektronid väljuvad katoodist ja ühinevad Fe3+ ioonidega, kahandades nende laengut ja ühtlasi kogu piirkonnas Fe3+ ioonide kontsentratsiooni. Läbipaistva ja tumeda ala piir on kitsam kui 100 mikromeetrit ja tema levikut võib käsitleda elektronide kontsentratsiooni lööklainena. Autorite hinnangul ei ole sarnast käitumist varem katses vaadeldud, samal ajal mõistetakse nähtut põhjustavat mehhanismi üpris hästi. See võimaldabki katsetulemust analüüsida erinevatelt – laengutranspordi ja tahkisefüüsika ning mittelineaarse optika – seisukohtadelt.
Allikas: Phys. Rev. Lett. 101, 116601 (2008)
Toimetas Erik Randla