Ändert ein Material seine innere Struktur, werden auch die physikalischen Eigenschaften gravierend beeinflusst. Kanadische und amerikanische Physiker beobachteten nun erstmals einen extrem schnellen Wechsel von einem Isolator zu einem Metall mit kurzen Laserblitzen von rund 50 Femtosekunden (Millionstel Teil einer Milliardstel Sekunde) Länge.
Mit dem Laserlicht beleuchteten sie eine hauchdünne Folie aus dem Kristall Vanadiumoxid. Konnte das Material vor dem Laserbeschuss keinen Strom leiten und bildete einen Isolator, wies es danach metallische Eigenschaften auf. Das erklären die Forscher von der University of California in San Diego und von der University of Quebec mit einem schnellen Wechsel der inneren Kristallstruktur des Materials, wie sie in der Fachzeitschrift “Physical Review Letters” (Vol. 87, Artikel Nr. 237401, 3.12.2001) berichten. Nach dem Laserbeschuss ordneten sich die Atome in dem Material innerhalb von wenigen Femtosekunden schlagartig zu der neuen Kristallstruktur.
Unklar bleibt allerdings, ob sich auf dieser kurzen Zeitskala zuerst die Struktur ändert oder der Wechsel der physikalischen Eigenschaften zur Neuordnung der Atome führt. Dennoch ist dieses Experiment ein wichtiger Schritt zur Untersuchung der Phasenübergänge in Festkörpern. Normalerweise geschehen diese Änderungen nicht allein durch Laserlicht, sondern durch Veränderung des Umgebungsdrucks und der Temperatur.
Jan Oliver Löfken
