Utilizzando un processo chiamato positron sticking (AMPS) mediato da una coclea, gli scienziati del Positron Lab UTA Il Dipartimento di Fisica ha sviluppato una nuova tecnica in grado di misurare le proprietà dello strato atomico più superficiale dei materiali.
Questo nuovo strumento spettroscopico utilizza il virtuale fotoni per misurare selettivamente la struttura elettronica dello strato atomico più superficiale. Quando i positroni in arrivo passano dagli stati di vuoto agli stati di superficie legati sulla superficie del campione, producono fotoni virtuali con l'energia necessaria per eccitare gli elettroni nel vuoto.
Il breve raggio di interazione dei fotoni virtuali limita la profondità di penetrazione approssimativamente alla lunghezza di schermatura Thomas-Fermi. Misurazioni e analisi delle energie cinetiche degli elettroni emessi effettuate su un singolo strato di grafene depositati sul rame e sul substrato di rame pulito mostrano che gli elettroni espulsi provengono esclusivamente dallo strato atomico più superficiale.
Alex Weiss, professore e presidente del Dipartimento di Fisica dell'UTA, ha dichiarato: “Abbiamo capito come utilizzare questo fenomeno che abbiamo scoperto nel 2010 per misurare lo strato superiore e ottenere informazioni sulla struttura elettronica e sul comportamento degli elettroni nello strato superiore. Ciò determinerà le numerose proprietà di un materiale, inclusa la conduttività, e può avere importanti implicazioni per la costruzione di dispositivi”.
Alex Fairchild, uno studioso post-dottorato presso il Positron Lab, autore principale dello studio, ha affermato: “Il processo AMPS è unico perché utilizza fotoni virtuali per misurare lo strato atomico più superficiale”.
“Ciò differisce dalle tecniche tipiche come la spettroscopia di fotoemissione, in cui un fotone penetra più strati nella massa di un materiale e quindi contiene le informazioni combinate degli strati superficiali e sotterranei”.
Varghese Chirayath, assistente professore di ricerca, disse, “I nostri risultati AMPS hanno mostrato come i fotoni virtuali emessi in seguito all’adesione dei positroni interagiscono preferibilmente con gli elettroni che si estendono ulteriormente nel vuoto piuttosto che con elettroni più localizzati nel sito atomico. I nostri risultati sono quindi essenziali per comprendere come i positroni interagiscono con la superficie elettroni e sono estremamente importanti per comprendere altre tecniche simili basate sulla superficie selettiva e basate sui positroni”.
Weiss ha osservato che il Positron Lab dell'UTA è attualmente l'unico posto in cui questa tecnica avrebbe potuto essere sviluppata grazie alle capacità del suo fascio di positroni.
“L’UTA probabilmente ha l’unico laboratorio al mondo che dispone di un fascio di positroni in grado di raggiungere le basse energie necessarie per osservare questo fenomeno”.
Riferimento della Gazzetta:
- Alexander J. Fairchild et al. Spettroscopia di fotoemissione utilizzando fotoni virtuali emessi dall'adesione di positroni: una sonda complementare per strutture elettroniche superficiali dello strato superiore. Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.106801
