Niskodimenzionalni sustavi su posebno zanimljivi u fizici čvrstog stanja radi jakih interakcija između elektronskog i fononskog podsistema, koji uslijed promjene vanjskih parametara (temperatura, tlak i sl.) dovode do kolapsa jednočestićnih stanja, te formiranja kolektivnih osnovnih stanja. Ona su sačinjena od elektrona i fonona, imaju kompleksna svojstva, a ponekad i prilično kompleksne fazne dijagrame. Najpoznatije takvo stanje je supravodljivost. Svako kolektivno stanje može se opisati parametrom uređenja, u kojem su ugrađeni svi stupnjevi slobode koje izučavamo raznim tehnikama.
U ovom predavanju ću dati pregled svoje znanstvene aktivnosti tijekom doktorskog studija i poslijedoktorskog usavršavanja, što uključuje promatranja dinamike faznih pobuđenja u stanju valova gustoće naboja (VGN) u o-TaS3 sustavu do ultrabrze dinamike u pseudo Jahn-Teller sustavu (NbSe4)3I. Fazni stupnjevi slobode u VGN sustavima, koji ovise o kristalnim defektima, su odgovorni za njihov gigantski dielektrični odziv i nelinearnu električnu vodljivost, koja je radi naglog porasta vodljivosti iznad polja praga donekle sliči p-n spoju. Dopiranjem i ozračivanjem uzoraka promatrali smo utjecaj kristalnih defekata na faznu dinamiku u o-TaS3 sustavu, potvrditi hipotezu o kriteriju staklastog prijelazu fazne dinamike, te dali dodatan osvrt na solitonska pobuđenja.
Kako mnogi jako korelirani sistemi pokazuju pojavu novih, „mekih“, Ramanovih modova na temperaturi faznog prijelaza, frekvencija od nekoliko THz ili oko 100 valnih brojeva, dinamika parametra uređenja u ovim sustavima može promatrati metodom vremenski razlučive optičke pump-probe spektroskopije. Ovom stroboskopskom metodom sustav pobuđujemo jednim ultrabrzim laserskim pulsem, a stanje sustava nakon toga utvrđujemo iz refleksivnosti ili transmitivnosti putem drugog laserskog pulsa, kojim obasjavamo uzorak. Tako možemo snimati fononsku i elektronsku dinamiku u vremenskoj domeni, rezolucije i do nekoliko fs, a sama metoda se može opisati kao visokorazlučiva Raman proba (i u frekvenciji i u signalu). U VGN sistemima ovom metodom amplitudni stupanj slobode već je uvelike izučen tijekom zadnja dva desetljeća, dok smo tek nedavno u pseudo-Jahn Teller sustavu (NbSe4)3I ovom metodom ukazali na red-nered prijelaz, sustava koji je intrinsično antiferoelektrične naravi na niskim temperaturama. Na visokim energijama laserske pobude primjetili smo neočekivanu i relativno brzu dinamiku samih frekvencija fononskih modova u vremenskom područu ~10 ps. Išli smo i korak dalje, te metodom tri pulsa (ekvivalentno vremenski razlučivoj Raman spektroskopiji), na nešto nižim energijama pobude, primjetili smo da je najniži „meki“ mod oscilatorno vremenski moduliran, uglavnom u amplitudi i fazi. Na taj način je u nekim trenucima osnažen i za faktor 2, a u drugim kompletno potisnut, a frekvencija ovih oscilacija odgovara frekvenciji samog moda. Ovakav efekt nije primjećen na malim energijama pobude niti je zabilježen u dosadašnjim publikacijama.