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レーザーは誘電体を導体に変えます

06.04.2018

科学者の国際グループは、いわゆるモット誘電体が超短で非常に強力なレーザーパルスの作用下でどのように動作するか、およびそれらの表面から反射される放射のスペクトルがどのように見えるかを初めて理論的に説明しました。

計算によると、この場合、誘電体は導体に変わります。将来的には、この現象は、エレクトロニクス、物質の高速プロセスおよび量子状態の研究に使用できます。

誘電体は、容易に移動して電荷を運ぶことができる自由電子がほとんどないため、電気をほとんど伝導しない物質です。通常の誘電体では、これは、結晶格子のフィールドで発生するエネルギーレベルにわたる電子の分布の特性によるものです。これは、量子物理学の主要セクションの XNUMX つであるバンド理論で説明されています。

モット誘電体は、電子間の強い相互作用のために、まったく異なる理由で電流が流れないという点で、通常の誘電体とは異なります。それらでは、電流を生成できる電子の動きは、隣接する原子にある他の電子によって「干渉」されます。それらの反発により、それらは原子に各電子を「ロック」し、物質を誘電体にします。それらは、1977 年にノーベル賞を受賞した英国の物理学者ネヴィル F. モットにちなんで名付けられました。モット誘電体（通常、これらはNiOなどの遷移金属の酸化物です）は、電子間の相互作用がより重要になると、冷却すると電流を伝導しなくなります。

物質に対する光の影響に関する実験は、約 20 年前に始まりました。しかし、電子の相互作用を考慮する必要があるため、モット誘電体のプロセスを理論的に研究することは困難でした。そのため、これまで、原子の軌道における電子の振る舞いを研究するために、単一の原子または分子が考慮されてきました。しかし、超強力な光場でのモット誘電体自体の挙動を研究した人は誰もいません。しかし、過去 XNUMX 年間で、実験者は固体、結晶に切り替え始めました。ここでは、相互作用する電子が導電率に影響を与える多電子問題であるため、状況はさらに複雑になります。

シミュレートされた研究者は、そのような材料が高出力フェムト秒レーザーからのフラッシュにどのように反応するかを調査し、表面から反射される放射のスペクトルがどのように見えるかをモデル化しました。これは、その特性が材料の特性に影響されるためです。モット誘電体の表面に入射するレーザービームの強力な交番電界の作用下で、その中の電子の状態が変化します。それらの運動エネルギーは増加し、材料はその誘電特性を失います。このプロセスは、いわゆる高調波分光法を使用して調べることができます。

この方法は、指定された特性を持つ数十または数百フェムト秒 (10-15 秒) の非常に短いレーザーパルスを材料に送信することで構成されます。ビームが材料から反射されると、初期パルスの光子よりも数十倍のエネルギーと振動周波数を取得する光子の一部を含む、これらの特性が変化します (これは、高調波の生成と呼ばれます)。ビームの特性を変えることで、材料の特性を判断することができます。

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リチウムフリーナトリウム電池を搭載した電気自動車「Yiwei EV」 30.12.2023

フォルクスワーゲングループの中国自動車メーカーJACモーターズは、リチウムフリーのナトリウム電池を搭載した初の量産電気自動車をYiweiブランドで発売する準備を進めている。ナトリウムイオン電池は、リチウムイオン電池よりもエネルギー密度が低いにもかかわらず、コストが低く、製造能力が向上し、寒冷気象条件でも信頼性の高い性能を発揮します。

リチウムを含まないナトリウム電池を搭載した Yiwei EV の発売は、電気自動車の開発における重要な前進を意味します。この革新的な技術は、より持続可能で手頃な価格の電気自動車エネルギーへの要望を反映しており、業界の将来に大きな影響を与える可能性があります。

YiweiはJACが2023年に創設した新ブランドで、フォルクスワーゲンはJACの株式の75％を保有している。 Yiwei EVは、おそらく今年初めに発表されたSehol E10Xハッチバックの改良版である。 HiNA Battery社のナトリウムイオン技術セルを採用したバッテリーを搭載しており、UEモジュラー構造により高い安定性と性能を確保しています。

これは自動車業界における重要な進展であり、JAC、フォルクスワーゲン、中国政府は電気自動車用の先進技術の開発に協力しています。ナトリウムイオン電池は電気自動車に新たな展望をもたらし、将来の自動車市場にとってより手頃な価格で効率的なソリューションを約束します。

JAC Yiwei EV ハッチバックの販売は 1 月に開始されます。

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