Kasutades protsessi, mida nimetatakse tigu vahendatud positronide kleepumiseks (AMPS), uurisid Positron Labi teadlased. UTA Füüsika osakond on välja töötanud uue tehnika, mis võimaldab mõõta materjalide ülemise aatomikihi omadusi.
See uudne spektroskoopiline tööriist kasutab virtuaalset footonid mõõta valikuliselt ülemise aatomikihi elektronstruktuuri. Kui sissetulevad positronid muutuvad vaakumolekutest proovipinnal seotud pinnaseisunditesse, toodavad nad virtuaalseid footoneid, mille energia ergastab elektronid vaakumisse.
Virtuaalsete footonite lühike interaktsioonivahemik piirab läbitungimissügavust ligikaudu Thomas-Fermi sõelumispikkusega. Ühel kihil tehtud emiteeritud elektronide kineetiliste energiate mõõtmised ja analüüsid graphene Vasele ja puhtale vasesubstraadile sadestunud materjal näitavad, et väljutatud elektronid pärinevad eranditult ülemisest aatomikihist.
Alex Weiss, professor ja UTA füüsikaosakonna juhataja, ütles: «Mõtlesime välja, kuidas kasutada seda 2010. aastal avastatud nähtust pealmise kihi mõõtmiseks ning info saamiseks pealmise kihi elektronstruktuuri ja elektronide käitumise kohta. See määrab ära materjali paljud omadused, sealhulgas juhtivuse, ja sellel võib olla oluline mõju seadmete ehitamisele.
Alex Fairchild, Positron Labi järeldoktor, uuringu juhtiv autor, ütles: "AMPS-protsess on ainulaadne, kuna see kasutab ülemise aatomikihi mõõtmiseks virtuaalseid footoneid."
"See erineb tüüpilistest tehnikatest, nagu fotoemissioonspektroskoopia, kus footon tungib materjali põhiosasse mitmesse kihti ja sisaldab seetõttu pinna- ja maa-aluse kihi kombineeritud teavet."
Varghese Chirayath, abiprofessor, ütles, "Meie AMPS-i tulemused näitasid, kuidas virtuaalsed footonid, mis eralduvad pärast positroni kleepumist, interakteeruvad eelistatavalt elektronidega, mis ulatuvad vaakumisse kaugemale kui aatomikohta lokaliseeritud elektronidega. Meie tulemused on seega olulised, et mõista, kuidas positronid pinnaga suhtlevad elektronid ja on äärmiselt olulised, et mõista teisi sarnaselt pinnaselektiivseid positronipõhiseid tehnikaid.
Weiss märkis, et UTA Positron Lab on praegu ainus koht, kus seda tehnikat oleks saanud selle positronikiire võimaluste tõttu välja töötada.
"UTA-l on tõenäoliselt ainus labor maailmas, millel on positronikiir, mis suudab selle nähtuse vaatlemiseks vajalikku energiat vähendada."
Ajakirja viide:
- Alexander J. Fairchild et al. Fotoemissioonspektroskoopia, kasutades positronikleepumise poolt kiiratavaid virtuaalseid footoneid: täiendav sond ülemise kihi pinnaelektrooniliste struktuuride jaoks. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.106801
