Observation of a Picosecond Light-Induced Spin Transition in Polymeric Nanorods - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue ACS Nano Année : 2024

Observation of a Picosecond Light-Induced Spin Transition in Polymeric Nanorods

Marco Reinhard
  • Fonction : Auteur correspondant
Kathryn Ledbetter
Maciej Lorenc
Marco Cammarata
Eric Collet
Dimosthenis Sokaras
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1081201
Kelly J. Gaffney
  • Fonction : Auteur correspondant

Résumé

Spin transition (ST) materials are attractive for developing photoswitchable devices, but their slow material transformations limit device applications. Size reduction could enable faster switching, but the photoinduced dynamics at the nanoscale remains poorly understood. Here, we report a femtosecond optical pump multimodal X-ray probe study of polymeric nanorods. Simultaneously tracking the ST order parameter with X-ray emission spectroscopy and structure with X-ray diffraction, we observe photodoping of the low-spin-lattice within similar to 150 fs. Above a similar to 16% photodoping threshold, the transition to the high-spin phase occurs following an incubation period assigned to vibrational energy redistribution within the nanorods activating the molecular spin switching. Above similar to 60% photodoping, the incubation period disappears, and the transition completes within similar to 50 ps, preceded by the elastic nanorod expansion in response to the photodoping. These results support the feasibility of ST material-based GHz optical switching applications.
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mercredi 4 décembre 2024
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Dates et versions

hal-04615500 , version 1 (04-07-2024)

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Citer

Marco Reinhard, Kristjan Kunnus, Kathryn Ledbetter, Elisa Biasin, Diana Bregenholt Zederkof, et al.. Observation of a Picosecond Light-Induced Spin Transition in Polymeric Nanorods. ACS Nano, 2024, 18 (24), pp.15468-15476. ⟨10.1021/acsnano.3c10042⟩. ⟨hal-04615500⟩
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