Dengan menggunakan proses yang disebut auger-mediated positron sticking (AMPS), para ilmuwan dari Positron Lab di UTA Departemen Fisika telah mengembangkan teknik baru yang dapat mengukur sifat-sifat lapisan atom paling atas suatu bahan.
Alat spektroskopi baru ini menggunakan virtual foton untuk mengukur struktur elektronik lapisan atom paling atas secara selektif. Ketika positron yang masuk berubah dari keadaan vakum ke keadaan permukaan terikat pada permukaan sampel, mereka menghasilkan foton virtual dengan energi untuk mengeksitasi elektron ke dalam ruang hampa.
Rentang interaksi pendek dari foton virtual membatasi kedalaman penetrasi hingga kira-kira panjang penyaringan Thomas-Fermi. Pengukuran dan analisis energi kinetik elektron yang dipancarkan dilakukan pada satu lapisan graphene diendapkan pada Tembaga dan substrat Tembaga yang bersih menunjukkan bahwa elektron yang dikeluarkan hanya berasal dari lapisan atom paling atas.
Alex Weiss, profesor, dan ketua Departemen Fisika UTA, mengatakan, “Kami menemukan cara menggunakan fenomena yang kami temukan pada tahun 2010 ini untuk mengukur lapisan atas dan mendapatkan informasi tentang struktur elektronik dan perilaku elektron di lapisan atas. Hal ini akan menentukan banyak sifat material, termasuk konduktivitas, dan dapat mempunyai implikasi penting pada perangkat bangunan.”
Alex Fairchild, seorang sarjana postdoctoral di Positron Lab, penulis utama studi tersebut, mengatakan, “Proses AMPS unik karena menggunakan foton virtual untuk mengukur lapisan atom paling atas.”
“Ini berbeda dari teknik umum seperti spektroskopi fotoemisi, di mana foton menembus beberapa lapisan ke dalam sebagian besar material dan karena itu berisi informasi gabungan dari lapisan permukaan dan bawah permukaan.”
Varghese Chirayath, asisten profesor riset, tersebut, “Hasil AMPS kami menunjukkan bagaimana foton virtual yang dipancarkan setelah menempelnya positron berinteraksi lebih baik dengan elektron yang meluas lebih jauh ke dalam ruang hampa dibandingkan dengan elektron yang lebih terlokalisasi ke lokasi atom. Oleh karena itu, hasil kami penting untuk memahami bagaimana positron berinteraksi dengan permukaan elektron dan sangat penting untuk memahami teknik berbasis positron selektif permukaan lainnya.”
Weiss mencatat bahwa Lab Positron UTA saat ini adalah satu-satunya tempat teknik ini dapat dikembangkan karena kemampuan pancaran positronnya.
“UTA mungkin memiliki satu-satunya laboratorium di dunia yang memiliki sinar positron yang dapat menghasilkan energi rendah yang diperlukan untuk mengamati fenomena ini.”
Referensi Jurnal:
- Alexander J. Fairchild dkk. Spektroskopi Fotoemisi Menggunakan Foton Virtual yang Dipancarkan oleh Positron Sticking: Probe Pelengkap untuk Struktur Elektronik Permukaan Lapisan Atas. Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.106801
