وباستخدام عملية تسمى التصاق البوزيترون بوساطة المثقاب (AMPS)، تمكن علماء من مختبر بوزيترون في UTA طوّر قسم الفيزياء تقنية جديدة يمكنها قياس خواص الطبقة الذرية العليا للمواد.
تستخدم هذه الأداة الطيفية الجديدة الأجهزة الافتراضية الفوتونات لقياس البنية الإلكترونية للطبقة الذرية العليا بشكل انتقائي. عندما تتغير البوزيترونات الواردة من حالات الفراغ إلى حالات السطح المرتبطة على سطح العينة، فإنها تنتج فوتونات افتراضية ذات طاقة لإثارة الإلكترونات في الفراغ.
يقيد نطاق التفاعل القصير للفوتونات الافتراضية عمق الاختراق إلى ما يقرب من طول فحص توماس فيرمي. قياسات وتحليل الطاقات الحركية للإلكترونات المنبعثة على طبقة واحدة من الجرافين يُظهر المترسب على النحاس والركيزة النحاسية النظيفة أن الإلكترونات المقذوفة تنشأ حصريًا من الطبقة الذرية العليا.
وقال أليكس فايس، الأستاذ ورئيس قسم الفيزياء في جامعة تكساس، "لقد توصلنا إلى كيفية استخدام هذه الظاهرة التي اكتشفناها في عام 2010 لقياس الطبقة العليا والحصول على معلومات حول البنية الإلكترونية وسلوك الإلكترونات في الطبقة العليا. وهذا سيحدد الخصائص العديدة للمادة، بما في ذلك الموصلية، ويمكن أن يكون له آثار مهمة على بناء الأجهزة.
وقال أليكس فيرتشايلد، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر بوزيترون، والمؤلف الرئيسي للدراسة: "إن عملية AMPS فريدة من نوعها لأنها تستخدم الفوتونات الافتراضية لقياس الطبقة الذرية العليا."
"وهذا يختلف عن التقنيات النموذجية مثل التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي، حيث يخترق الفوتون طبقات متعددة في الجزء الأكبر من المادة، وبالتالي يحتوي على المعلومات المجمعة للطبقات السطحية وتحت السطحية."
فارغيز تشيريات، أستاذ باحث مساعد، محمد, "أظهرت نتائج AMPS التي توصلنا إليها كيف أن الفوتونات الافتراضية المنبعثة بعد التصاق البوزيترون تتفاعل بشكل مفضل مع الإلكترونات التي تمتد إلى الفراغ أكثر من الإلكترونات المترجمة إلى الموقع الذري. وبالتالي فإن نتائجنا ضرورية لفهم كيفية تفاعل البوزيترونات مع السطح الإلكترونات ومن المهم للغاية فهم التقنيات الأخرى المشابهة للسطح الانتقائية والقائمة على البوزيترون.
وأشار فايس إلى أن مختبر UTA Positron هو المكان الوحيد الذي يمكن تطوير هذه التقنية فيه نظرًا لقدرات شعاع البوزيترون الخاص به.
"من المحتمل أن جامعة تكساس لديها المختبر الوحيد في العالم الذي يحتوي على شعاع بوزيترون يمكنه الوصول إلى الطاقات المنخفضة اللازمة لمراقبة هذه الظاهرة."
المرجع مجلة:
- ألكسندر ج. فيرتشايلد وآخرون. التحليل الطيفي للانبعاث الضوئي باستخدام الفوتونات الافتراضية المنبعثة من التصاق البوزيترون: مسبار تكميلي للهياكل الإلكترونية السطحية للطبقة العليا. استعراض للحروف البدنية. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.129.106801
