Teknik Laser Presisi Menghentikan Lelehnya Silikon Ultra-Cepat

Para peneliti dari University of California dan University of Kassel berhasil mengembangkan metode baru menggunakan laser berdenyut ganda untuk menghentikan proses lelehnya silikon secara ultra-cepat. Sebelumnya, silikon meleleh dalam hitungan femtosekon akibat energi laser, menyulitkan sains memahami apakah perubahan itu hanya karena panas atau gangguan ikatan atom secara langsung.Dengan memecah energi laser menjadi dua pulsa yang berjarak 126 femtosekon, mereka bisa mengganggu proses gerakan atom yang menyebabkan lelehnya silikon sehingga silikon tetap dalam bentuk padat meski sudah menyerap energi yang cukup untuk meleleh. Teknik ini disebut dengan simulasi ab initio molecular dynamics yang menggambarkan perilaku atom dan elektron berdasarkan hukum fisika fundamental.Hasil eksperimen menunjukkan bahwa bentuk baru silikon ini bersifat metastabil, tetap mempertahankan karakter elektronik mirip silikon kristal asli dengan band gap sedikit lebih kecil. Selain itu, getaran atom atau fonon dalam material ini lebih stabil dan dingin dari yang diperkirakan, menandakan pulsa kedua mengunci posisi atom.Penemuan ini sangat berarti karena membuka jalan untuk mengendalikan perubahan atom ultra-cepat dengan presisi waktu laser, yang sebelumnya sulit dilakukan. Selain itu, teknik ini berpotensi digunakan pada material lain dengan sifat serupa, membuka kemungkinan munculnya fase-fase baru materi yang dapat dimanfaatkan di teknologi masa depan.Para penulis studi menyarankan penelitian selanjutnya berfokus pada pengembangan teknik ini agar dapat digunakan lebih luas, termasuk pengukuran coupling elektron-fonon yang lebih akurat. Studi ini dipublikasikan di jurnal Communications Physics dan merupakan terobosan di bidang interaksi cahaya dan materi.