Pred kratkim je Univerza v Britanski Kolumbiji razvila novo vrsto ekstremnega ultravijoličnega laserskega vira, ki izvaja časovno ločeno spektroskopijo svetlobne emisije, ki lahko v izjemno hitrem času vizualizira postopek razprševanja elektronov.
Optična emisijska spektroskopija lahko posname okvir po kadru, kako elektroni sodelujejo z določenimi atomskimi vibracijami v trdnih snoveh, zajamejo proces ustvarjanja upora v nekaterih materialih ter postopek ustvarjanja superprevodnosti in drugih makroskopskih kvantnih pojavov v drugih materialih. Razpršeni dogodki med vibracijami in elektroni se imenujejo fononi, zaradi česar lahko elektroni spremenijo smer in energijo. Ta elektronsko-fononska interakcija je osnova številnih čudnih faz snovi.
Raziskovalci so povedali, da način delovanja elektronov in njihovo mikroskopsko okolje določa lastnosti vseh trdnih snovi. Ko določimo glavne mikroskopske interakcije, ki določajo lastnosti materialov, lahko najdemo načine za povečanje ali zmanjšanje interakcij in s tem pridobitev uporabnih elektronov. izvedba.
Raziskovalci uporabljajo ultra kratke laserske impulze za vzbujanje posameznih elektronov iz njihovega običajnega ravnotežnega okolja; nato z drugim laserskim impulzom, zaklopom kamere, zajemite elektrone, ki se razpršijo hitreje kot okoliški atomi v časovnem merilu od enega bilijona točk. Raziskovalci so dejali:" Zaradi velike občutljivosti naše naprave lahko neposredno izmerimo, kako vzbujeni elektroni prvič sodelujejo s specifičnimi atomskimi vibracijami ali fononi."
Raziskovalci so izvedli poskuse na grafitu s pomočjo fotoemisijske spektroskopije, ločene s časom in kotom, da bi vzbudili elektrone v grafitu in spremljali njihov razpad, medtem ko so sproščali fonone. Časovna konstanta procesa razpada zagotavlja neposredne informacije za elektronsko-fononsko povezavo, ki se pojavi v eksperimentalnem sistemu. Raziskovalci pravijo, da lahko postopek razprševanja, ki povzroča upor, omeji uporabo elektronike na osnovi ogljika na področju nanoelektronike.
Nadzor interakcije med elektroni in atomi je pomemben za uporabo kvantnih materialov, vključno s superprevodniki. Superprevodniki se uporabljajo v aparatih za magnetno resonanco in visokohitrostnih vlakih z magnetno levitacijo in se lahko v prihodnosti uporabljajo za prenos energije. Profesor Andrea Damaselli je dejal:" Z uporabo teh najsodobnejših tehnologij bomo zdaj razkrili skrivnost visokotemperaturne superprevodnosti in številne druge fascinantne pojave kvantne snovi."
(Glavne slike z Univerze v Britanski Kolumbiji)
