Neseniai Britų Kolumbijos universitetas sukūrė naujo tipo ekstremalų ultravioletinių lazerių šaltinį, kuris įgyvendina laiko išspręstą šviesos emisijos spektroskopiją, kuri gali vizualizuoti elektronų sklaidos procesą itin greitai.
Optinė emisijos spektroskopija gali įrašyti rėmą pagal rėmą, kaip elektronai sąveikauja su tam tikromis kietųjų medžiagų atominėmis vibracijomis, užfiksuoti kai kurių medžiagų atsparumo generavimo procesą ir superlaidumo bei kitų makroskopinių kvantinių reiškinių susidarymo procesą kitose medžiagose. Sklaidos įvykiai tarp vibracijos ir elektronų vadinami fononais, dėl kurių elektronai gali pakeisti kryptį ir energiją. Ši elektronų-fononų sąveika yra daugelio keistų materijos fazių pagrindas.
Mokslininkai sakė, kad elektronų sąveika ir jų mikroskopinė aplinka lemia visų kietųjų medžiagų savybes. Kai nustatysime pagrindines mikroskopines sąveikas, kurios lemia medžiagų savybes, galime rasti būdų, kaip padidinti ar sumažinti sąveiką, taip gaudami naudingus elektronus. Veiklos.
Mokslininkai naudoja itin trumpus lazerio impulsus, kad sužadintų atskirus elektronus iš įprastos pusiausvyros aplinkos; tada naudokite antrą lazerio impulsą, fotoaparato užraktą, kad užfiksuotumėte elektronus, išsibarsčiusius greičiau nei aplinkiniai atomai laiko skalėje nei vienas trilijonas taškų Viena sekundė yra greita. Mokslininkai sakė: "Dėl didelio mūsų prietaiso jautrumo mes galime tiesiogiai išmatuoti, kaip susijaudinę elektronai pirmą kartą sąveikauja su konkrečiomis atominėmis vibracijomis ar fononais."
Mokslininkai atliko grafito eksperimentus, naudodami laiko ir kampo išspręstą fotoemisijos spektroskopiją, kad sužadintų elektronus grafite ir stebėtų jų skilimą, tuo pačiu atleisdami fononus. Skilimo proceso laiko konstanta suteikia tiesioginę informaciją apie elektronų fononų sukabinimą, kuris vyksta eksperimentinėje sistemoje. Mokslininkai teigia, kad sklaidos procesas, kuris sukelia atsparumą, gali apriboti anglies pagrindu pagamintos elektronikos taikymą nanoelektronikos srityje.
Elektronų ir atomų sąveikos kontrolė yra svarbi kvantinių medžiagų, įskaitant superlaidininkus, taikymui. Superlaidininkai naudojami MRT mašinose ir didelės spartos magnetiniuose levitacijos traukiniuose ir ateityje gali būti naudojami energijos perdavimui. Profesorius Andrea Damaselli sakė: "Taikydami šias pažangiausias technologijas, dabar ketiname atskleisti aukštos temperatūros superlaidumo paslaptį ir daugelį kitų įdomių kvantinės medžiagos reiškinių."
(Pagrindinės nuotraukos iš Britų Kolumbijos universiteto)
