Usando un proceso llamado adherencia de positrones mediada por barrena (AMPS), los científicos del Laboratorio de positrones en el UTA El Departamento de Física ha desarrollado una nueva técnica que puede medir las propiedades de la capa atómica superior de los materiales.
Esta novedosa herramienta espectroscópica utiliza fotones para medir selectivamente la estructura electrónica de la capa atómica superior. Cuando los positrones entrantes cambian de estados de vacío a estados de superficie ligados en la superficie de la muestra, producen fotones virtuales con la energía para excitar electrones en el vacío.
El corto rango de interacción de los fotones virtuales restringe la profundidad de penetración a aproximadamente la longitud de proyección de Thomas-Fermi. Mediciones y análisis de las energías cinéticas de los electrones emitidos realizados sobre una sola capa de grafeno depositados sobre el cobre y el sustrato de cobre limpio muestran que los electrones expulsados se originan exclusivamente en la capa atómica superior.
Alex Weiss, profesor y presidente del Departamento de Física de la UTA, dijo: “Descubrimos cómo usar este fenómeno que descubrimos en 2010 para medir la capa superior y obtener información sobre la estructura electrónica y el comportamiento de los electrones en la capa superior. Eso determinará las muchas propiedades de un material, incluida la conductividad, y puede tener implicaciones importantes para la construcción de dispositivos”.
Alex Fairchild, becario postdoctoral en el Laboratorio de positrones y autor principal del estudio, dijo: “El proceso AMPS es único porque utiliza fotones virtuales para medir la capa atómica superior”.
“Esto difiere de las técnicas típicas como la espectroscopia de fotoemisión, donde un fotón penetra múltiples capas en la mayor parte de un material y, por lo tanto, contiene la información combinada de las capas superficiales y subterráneas”.
Varghese Chirayath, profesor asistente de investigación, dijo, “Nuestros resultados de AMPS mostraron cómo los fotones virtuales emitidos después de la fijación de positrones interactúan preferiblemente con electrones que se extienden más en el vacío que con electrones más localizados en el sitio atómico. Por lo tanto, nuestros resultados son esenciales para comprender cómo interactúan los positrones con la superficie. electrones y son extremadamente importantes para comprender otras técnicas similares basadas en positrones y selectivas en la superficie”.
Weiss señaló que el Laboratorio de positrones de la UTA es actualmente el único lugar donde se podría haber desarrollado esta técnica debido a las capacidades de su haz de positrones.
"UTA probablemente tiene el único laboratorio en el mundo que tiene un haz de positrones que puede llegar a las bajas energías necesarias para observar este fenómeno".
Referencia de la revista:
- Alexander J. Fairchild et al. Espectroscopía de fotoemisión utilizando fotones virtuales emitidos por la adherencia de positrones: una sonda complementaria para estructuras electrónicas de superficie de capa superior. Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.106801
