최근 브리티시 컬럼비아 대학은 시간 해결 된 광 방출 분광법을 구현하는 새로운 유형의 극단적 인 자외선 레이저 소스를 개발하여 전자 산란 과정을 초고속 시간에 시각화 할 수 있습니다.
광학 방출 분광법은 전자가 고체에서 특정 원자 진동과 상호 작용하는 방법을 프레임별로 기록하고, 일부 재료에서 저항을 생성하는 프로세스를 캡처하고, 다른 재료에서 초전도 및 기타 거시적 양자 현상을 생성하는 과정을 기록할 수 있습니다. 진동과 전자 사이의 산란 이벤트는 전자가 방향과 에너지를 변화시킬 수있는 포논이라고합니다. 이 전자-포논 상호 작용은 물질의 많은 이상한 단계의 기초입니다.
연구원은 전자가 상호 작용하는 방법과 그들의 현미경 환경이 모든 고형물의 속성을 결정한다는 것을 말했습니다. 일단 우리가 물질의 특성을 결정하는 주요 현미경 상호 작용을 결정하면, 우리는 증가하거나 상호 작용을 감소시키는 방법을 찾아서 유용한 전자를 얻을 수 있습니다. 공연.
연구원은 그들의 일반적인 평형 환경에서 개별 전자를 자극하기 위하여 초단 레이저 펄스를 이용합니다; 그런 다음 두 번째 레이저 펄스, 카메라 셔터를 사용하여 1초보다 한 초 이상 시간 척도에서 주변 원자보다 빠르게 흩어져 있는 전자를 포획합니다. 연구원은 말했습니다, "우리의 장치의 높은 감도 때문에, 우리는 흥분한 전자가 처음으로 특정 원자 진동 또는 포논과 어떻게 상호 작용하는지 직접 측정할 수 있습니다."
연구원은 흑연에 있는 실험을 실행했습니다, 시간 및 각도 해결한 광방출 분광법을 사용하여 흑연에 있는 전자를 자극하고 그들의 부패를 감시하는 동안, 포논을 풀어 놓습니다. 붕괴 공정의 시간 상수는 실험 시스템에서 발생하는 전자-포논 커플링에 대한 직접적인 정보를 제공한다. 연구원은 저항을 생성하는 산란 공정이 나노 전자 분야에서 탄소 기반 전자 제품의 적용을 제한 할 수 있다고 말한다.
전자와 원자 간의 상호 작용을 제어하는 것은 초전도체를 포함한 양자 물질의 적용에 중요합니다. 초전도체는 MRI 기계 및 고속 자기 부상 열차에 사용되며 향후 에너지 전송에 사용할 수 있습니다. 안드레아 다마셀리 교수는 "이러한 최첨단 기술을 적용함으로써 우리는 이제 고온 초전도의 신비와 양자 물질의 다른 많은 매혹적인 현상을 공개하려고 합니다."
(브리티시 컬럼비아 대학의 주요 사진)
