Baru-baru ini, University of British Columbia telah mengembangkan jenis sumber laser ultraviolet ekstrim baru yang menerapkan spektroskopi pelepasan cahaya yang dapat diselesaikan masa, yang dapat menggambarkan proses penyerakan elektron dalam masa yang sangat cepat.
Spektroskopi pelepasan optik dapat merakam bingkai demi bingkai bagaimana elektron berinteraksi dengan getaran atom tertentu dalam pepejal, menangkap proses menghasilkan rintangan dalam beberapa bahan, dan proses menghasilkan superkonduktiviti dan fenomena kuantum makroskopik lain dalam bahan lain. Kejadian hamburan antara getaran dan elektron disebut fonon, yang dapat menyebabkan elektron berubah arah dan tenaga. Interaksi elektron-fonon ini adalah asas kepada banyak fasa jirim yang pelik.
Para penyelidik mengatakan bahawa cara elektron berinteraksi dan persekitaran mikroskopiknya menentukan sifat semua pepejal. Setelah kita menentukan interaksi mikroskopik utama yang menentukan sifat bahan, kita dapat mencari cara untuk meningkatkan atau mengurangkan interaksi, sehingga memperoleh elektron yang berguna. prestasi.
Penyelidik menggunakan denyutan laser ultra pendek untuk membangkitkan elektron individu dari persekitaran keseimbangan biasa mereka; kemudian gunakan denyut laser kedua, pengatup kamera, untuk menangkap penyebaran elektron lebih cepat daripada atom di sekelilingnya pada skala masa daripada satu trilion mata Satu saat pantas. Para penyelidik mengatakan," Oleh kerana kepekaan tinggi pada peranti kami, kami dapat mengukur secara langsung bagaimana elektron teruja berinteraksi dengan getaran atom atau fonon tertentu untuk pertama kalinya."
Para penyelidik melakukan eksperimen pada grafit, menggunakan spektroskopi pemancaran foto dan penyelesaian sudut untuk membangkitkan elektron dalam grafit dan memantau kerosakannya, sambil melepaskan fonon. Pemalar masa proses pereputan memberikan maklumat langsung untuk gandingan elektron-fonon yang berlaku dalam sistem eksperimen. Para penyelidik mengatakan bahawa proses penyerakan yang menghasilkan rintangan dapat membatasi penggunaan elektronik berasaskan karbon dalam bidang nanoelektronik.
Mengawal interaksi antara elektron dan atom adalah penting untuk penggunaan bahan kuantum termasuk superkonduktor. Superconduktor digunakan dalam mesin MRI dan kereta api magnetik berkelajuan tinggi, dan dapat digunakan untuk penghantaran tenaga di masa depan. Profesor Andrea Damaselli berkata:" Dengan menerapkan teknologi canggih ini, kita sekarang akan mengungkap misteri superkonduktiviti suhu tinggi dan banyak fenomena menarik dari bahan kuantum."
(Gambar utama dari University of British Columbia)
