Hiljuti on Briti Columbia ülikool välja töötanud uut tüüpi äärmusliku ultraviolettkiirguse laserallika, mis rakendab ajaliselt lahutatud valguse kiirguse spektroskoopiat, mis suudab elektronkiire protsessi visualiseerida ülikiire aja jooksul.
Optilise kiirgusspektroskoopia abil saab kaaderhaaval registreerida, kuidas elektronid suhtlevad tahketes ainetes teatud aatomi vibratsioonidega, hõivata vastupanuvõime tekitamise protsessi mõnes materjalis ning ülijuhtivuse ja muude makroskoopiliste kvantnähtuste tekitamise protsessi teistes materjalides. Vibratsiooni ja elektronide vahelisi hajutussündmusi nimetatakse foononiteks, mis võivad põhjustada elektronide suuna ja energia muutmist. See elektron-foonon-interaktsioon on paljude ainete kummaliste faaside alus.
Teadlased ütlesid, et elektronide vastastikune mõju ja nende mikroskoopiline keskkond määravad kõigi tahkete ainete omadused. Kui oleme kindlaks määranud põhilised mikroskoopilised koostoimed, mis määravad materjalide omadused, võime leida viise vastastikmõjude suurendamiseks või vähendamiseks, saades seeläbi kasulikke elektrone. jõudlus.
Teadlased kasutavad ülilühikesi laserimpulsse üksikute elektronide ergastamiseks nende tavapärasest tasakaalukeskkonnast; seejärel kasutage teist laserimpulssi, kaamera katikut, et jäädvustada elektronid, mis hajuvad kiiremini kui ümbritsevad aatomid ajaskaalal kui üks triljon punkti. Üks sekund on kiire. Teadlased ütlesid: &. Meie seadme kõrge tundlikkuse tõttu saame otseselt mõõta, kuidas ergastatud elektronid esimest korda konkreetsete aatomi vibratsioonide või foononitega suhtlevad."
Teadlased viisid läbi grafiidi katseid, kasutades aja ja nurga abil lahutatud fotoemissioonspektroskoopiat, et ergastada grafiitis olevaid elektrone ja jälgida nende lagunemist, vabastades samal ajal fononeid. Lagunemisprotsessi ajakonstant annab otsese teabe elektron-foononi sidestuse kohta, mis toimub katselises süsteemis. Teadlaste sõnul võib vastupanu tekitav hajumisprotsess piirata süsinikupõhise elektroonika kasutamist nanoelektroonika valdkonnas.
Kvantmaterjalide, sealhulgas ülijuhtide rakendamiseks on oluline elektronide ja aatomite vastasmõju kontrollimine. Ülijuhte kasutatakse magnetresonantstomograafia masinates ja kiiretes magnetlevitatsioonirongides ning neid saab tulevikus kasutada energia ülekandmiseks. Professor Andrea Damaselli ütles: &. Nende tipptasemel tehnoloogiate rakendamisega paljastame nüüd kõrgtemperatuurse ülijuhtivuse saladuse ja paljude teiste kvantmaterjali põnevate nähtuste saladuse."
(Briti Columbia ülikooli peamised pildid)
