Nesen Britu Kolumbijas Universitāte ir izstrādājusi jauna veida ekstrēmu ultravioleto lāzera avotu, kas īsteno laika atrisinātu gaismas emisijas spektroskopiju, kas var vizualizēt elektronu izkliedes procesu īpaši ātrā laikā.
Optiskās emisijas spektroskopija var ierakstīt rāmi pēc rāmja, kā elektroni mijiedarbojas ar noteiktām atomu vibrācijām cietvielās, uztver pretestības radīšanas procesu dažos materiālos un supravadītspējas un citu makroskopisku kvantu parādību ģenerēšanas procesu citos materiālos. Izkliedes notikumus starp vibrāciju un elektroniem sauc par fononiem, kas var izraisīt elektronu virziena un enerģijas maiņu. Šī elektronu-fonona mijiedarbība ir daudzu dīvainu matērijas fāžu pamatā.
Pētnieki teica, ka veids, kā elektroni mijiedarbojas un to mikroskopiskā vide nosaka visu cieto daļiņu īpašības. Kad mēs esam noteikuši galvenās mikroskopiskās mijiedarbības, kas nosaka materiālu īpašības, mēs varam atrast veidus, kā palielināt vai samazināt mijiedarbību, tādējādi iegūstot noderīgus elektronus. izpildījums.
Pētnieki izmanto īpaši īsus lāzera impulsus, lai satrauktu atsevišķus elektronus no to parastās līdzsvara vides; pēc tam izmantojiet otru lāzera impulsu , kameras aizvaru, lai uzņemtu elektronus, kas izkaisīti ātrāk nekā apkārtējie atomi laika skalā, nekā viens triljons punktu Viena sekunde ir ātra. Pētnieki teica: "Mūsu ierīces augstās jutības dēļ mēs varam tieši izmērīt, kā satrauktie elektroni pirmo reizi mijiedarbojas ar konkrētām atomu vibrācijām vai fononiem."
Pētnieki veica grafīta eksperimentus, izmantojot laika un leņķa atrisinātu fotoemisijas spektroskopiju, lai uzbudinātu elektronus grafītā un uzraudzītu to sabrukšanu, vienlaikus atbrīvojot fononus. Sabrukšanas procesa laika konstante sniedz tiešu informāciju par elektronu-fonona sakabi, kas notiek eksperimentālajā sistēmā. Pētnieki saka, ka izkliedēšanas process, kas rada pretestību, var ierobežot oglekļa bāzes elektronikas sistēmu nanoelektronikas jomā.
Elektronu un atomu mijiedarbības kontrole ir svarīga kvantu materiālu, tostarp supravadītāju, piemājai. Supravadītājus izmanto MRI mašīnās un ātrgaitas magnētiskās levitācijas vilcienos, un nākotnē tos var izmantot enerģijas pārvadei. Profesors Andrea Damaselli teica: "Pielietojot šīs progresīvās tehnoloģijas, mēs tagad gatavojamies atklāt augstas temperatūras supravadītspējas noslēpumu un daudzas citas aizraujošas kvantu matērijas parādības."
(Galvenie attēli no University of British Columbia)
