Nedavno je Univerzitet Britanske Kolumbije razvio novu vrstu ekstremnog ultraljubičastog laserskog izvora koji implementira spektroskopiju emisije svjetlosti koja može vizualizirati proces raspršenja elektrona u ultra-brzom vremenu.
Spektroskopija optičke emisije može snimiti okvir po okvir kako elektroni u interakciji s određenim atomskim vibracijama u čvrstim materijalima, hvataju proces generiranja otpora u nekim materijalima, te proces generiranja superprovodljivosti i drugih makroskopskih kvantnih pojava u drugim materijalima. Događaji raspršivanja između vibracija i elektrona se zovu foni, što može uzrokovati promjenu smjera i energije elektrona. Ova interakcija elektron-fenon je osnova mnogih čudnih faza materije.
Istraživači su rekli da način interakcije elektrona i njihovo mikroskopsko okruženje određuju svojstva svih čvrstih. Nakon što odredimo glavne mikroskopske interakcije koje određuju svojstva materijala, možemo pronaći načine da povećamo ili umanjimo interakcije, te tako dobijemo korisne elektrone. Performansi.
Istraživači koriste ultra-kratke laserske impulse da uzbude pojedinačne elektrone iz svoje uobičajene ravnotežne okoline; Zatim koristite drugi laserski puls, zatvarač kamere, da uhvatite elektrone raspršene brže od okolnih atoma na skali vremena od jedne trilione tačaka Jedna sekunda je brza. Istraživači su rekli: "Zbog velike osjetljivosti našeg uređaja, možemo direktno mjeriti koliko uzbuđeni elektroni prvi put interakciju s specifičnim atomskim vibracijama ili fonima."
Istraživači su vršili eksperimente na grafitu, koristeći fotoemisijsku spektroskopiju riješenu vremenom i uglom kako bi uzbudili elektrone u grafitu i pratili njihovo propadanje, uz istovremeno pustanje fonona. Time konstanta procesa raspada daje direktne informacije za elektronsko-fenonsku spojku koja se javlja u eksperimentalnom sistemu. Istraživači kažu da proces raspršivanja koji proizvodi otpor može ograničiti primjenu elektronike na bazi ugljika u oblasti nanoelektronike.
Kontrola interakcije između elektrona i atoma je važna za primjenu kvantnih materijala uključujući superprovodnike. Superprovodnici se koriste u MAGNETNIM mašinama i brzim magnetnim levitacionim vlakovima, a mogu se koristiti i za prijenos energije u budućnosti. Profesorka Andrea Damaselli je rekla: "Primjenom ovih najsavršećih tehnologija, sada ćemo otkriti misteriju superprovodljivosti visoke temperature i mnoge druge fascinantne pojave kvantne materije."
(Glavne slike sa Univerziteta Britanske Kolumbije)
