Usando um processo chamado colagem de pósitrons mediada por trado (AMPS), cientistas do Laboratório de Pósitrons no UTA O Departamento de Física desenvolveu uma nova técnica que pode medir as propriedades da camada atômica superior dos materiais.
Esta nova ferramenta espectroscópica usa fótons para medir seletivamente a estrutura eletrônica da camada atômica superior. Quando os pósitrons que chegam mudam de estados de vácuo para estados de superfície ligados na superfície da amostra, eles produzem fótons virtuais com energia para excitar elétrons no vácuo.
O curto alcance de interação dos fótons virtuais restringe a profundidade de penetração aproximadamente ao comprimento de triagem de Thomas-Fermi. Medições e análises das energias cinéticas dos elétrons emitidos feitas em uma única camada de grafeno depositados no cobre e no substrato de cobre limpo mostram que os elétrons ejetados se originam exclusivamente da camada atômica superior.
Alex Weiss, professor e presidente do Departamento de Física da UTA, disse: “Descobrimos como usar esse fenômeno que descobrimos em 2010 para medir a camada superior e obter informações sobre a estrutura eletrônica e o comportamento dos elétrons na camada superior. Isso determinará muitas propriedades de um material, incluindo a condutividade, e pode ter implicações importantes para a construção de dispositivos.”
Alex Fairchild, pós-doutorado no Laboratório Positron, principal autor do estudo, disse: “O processo AMPS é único porque usa fótons virtuais para medir a camada atômica superior.”
“Isso difere de técnicas típicas como a espectroscopia de fotoemissão, onde um fóton penetra múltiplas camadas na maior parte de um material e, portanto, contém a informação combinada das camadas superficiais e subterrâneas.”
Varghese Chirayath, professor assistente de pesquisa, dito, “Nossos resultados AMPS mostraram como os fótons virtuais emitidos após a colagem de pósitrons interagem preferencialmente com elétrons que se estendem ainda mais no vácuo do que com elétrons mais localizados no sítio atômico. Nossos resultados são, portanto, essenciais para entender como os pósitrons interagem com a superfície elétrons e são extremamente importantes para compreender outras técnicas semelhantes de superfície seletiva e baseadas em pósitrons.”
Weiss observou que o Laboratório de Pósitrons da UTA é atualmente o único lugar onde esta técnica poderia ter sido desenvolvida devido às capacidades de seu feixe de pósitrons.
“A UTA provavelmente tem o único laboratório no mundo que possui um feixe de pósitrons que pode atingir as baixas energias necessárias para observar esse fenômeno.”
Jornal de referência:
- Alexander J. Fairchild et al. Espectroscopia de fotoemissão usando fótons virtuais emitidos por colagem de pósitrons: uma sonda complementar para estruturas eletrônicas de superfície de camada superior. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.106801
