Son zamanlarda, British Columbia Üniversitesi, elektron saçılma sürecini ultra hızlı bir sürede görselleştirebilen, zamanla çözümlenmiş ışık emisyon spektroskopisini uygulayan yeni bir tür aşırı ultraviyole lazer kaynağı geliştirdi.
Optik emisyon spektroskopisi, elektronların katılarda belirli atomik titreşimlerle nasıl etkileşime girdiğini kare kare kaydedebilir, bazı malzemelerde direnç oluşturma sürecini ve diğer malzemelerde süperiletkenlik ve diğer makroskopik kuantum fenomenlerini oluşturma sürecini yakalayabilir. Titreşim ve elektronlar arasındaki saçılma olayları, elektronların yön ve enerji değiştirmesine neden olabilen fononlar olarak adlandırılır. Bu elektron-fonon etkileşimi, maddenin birçok garip evresinin temelidir.
Araştırmacılar, elektronların etkileşim şeklinin ve mikroskobik ortamının tüm katıların özelliklerini belirlediğini söyledi. Malzemelerin özelliklerini belirleyen ana mikroskobik etkileşimleri belirledikten sonra, etkileşimleri artırmanın veya azaltmanın yollarını bulabilir, böylece faydalı elektronlar elde edebiliriz. verim.
Araştırmacılar, tek tek elektronları olağan denge ortamlarından uyarmak için ultra kısa lazer darbeleri kullanırlar; daha sonra ikinci bir lazer darbesi, kamera deklanşörü kullanın, bir zaman ölçeğinde bir trilyon noktadan daha hızlı elektron saçılımını yakalamak için bir saniye hızlıdır. Araştırmacılar,&"Cihazımızın yüksek hassasiyeti nedeniyle, uyarılmış elektronların ilk kez belirli atomik titreşimler veya fononlarla nasıl etkileşime girdiğini doğrudan ölçebiliriz.&alıntı;
Araştırmacılar, fononları serbest bırakırken grafit içindeki elektronları uyarmak ve bozunmalarını izlemek için zaman ve açı çözümlü fotoemisyon spektroskopisini kullanarak grafit üzerinde deneyler yaptılar. Bozunma sürecinin zaman sabiti, deneysel sistemde meydana gelen elektron-fonon eşleşmesi için doğrudan bilgi sağlar. Araştırmacılar, direnç üreten saçılma sürecinin, nanoelektronik alanında karbon bazlı elektroniklerin uygulanmasını sınırlayabileceğini söylüyorlar.
Elektronlar ve atomlar arasındaki etkileşimi kontrol etmek, süper iletkenler de dahil olmak üzere kuantum malzemelerin uygulanması için önemlidir. Süper iletkenler, MRI makinelerinde ve yüksek hızlı manyetik kaldırma trenlerinde kullanılır ve gelecekte enerji iletimi için kullanılabilir. Profesör Andrea Damaselli şunları söyledi:&"Bu son teknolojileri uygulayarak, şimdi yüksek sıcaklıkta süper iletkenliğin ve kuantum maddenin diğer birçok büyüleyici fenomeninin gizemini ortaya çıkarmak üzereyiz.&alıntı;
(British Columbia Üniversitesi'nden ana resimler)
