Используя процесс, называемый шнековым прилипанием позитронов (AMPS), ученые из лаборатории позитронов в UTA Департамент физики разработал новую методику, позволяющую измерять свойства самого верхнего атомного слоя материалов.
Этот новый спектроскопический инструмент использует виртуальные фотонов для выборочного измерения электронной структуры самого верхнего атомного слоя. Когда поступающие позитроны переходят из вакуумных состояний в связанные поверхностные состояния на поверхности образца, они производят виртуальные фотоны с энергией, необходимой для возбуждения электронов в вакуум.
Короткий диапазон взаимодействия виртуальных фотонов ограничивает глубину проникновения примерно до длины экранирования Томаса-Ферми. Измерения и анализ кинетических энергий испускаемых электронов, выполненные на одном слое графен осажденные на медь и чистую медную подложку показывают, что испускаемые электроны исходят исключительно из самого верхнего атомного слоя.
Алекс Вайс, профессор и заведующий кафедрой физики UTA, сказал: «Мы придумали, как использовать это явление, обнаруженное нами в 2010 году, для измерения верхнего слоя и получения информации об электронной структуре и поведении электронов в верхнем слое. Это определит многие свойства материала, в том числе проводимость, и может иметь важные последствия для строительных устройств».
Алекс Фэирчайлд, научный сотрудник лаборатории позитронов, ведущий автор исследования, сказал: «Процесс AMPS уникален, потому что он использует виртуальные фотоны для измерения самого верхнего атомного слоя».
«Это отличается от типичных методов, таких как фотоэмиссионная спектроскопия, где фотон проникает через несколько слоев в объем материала и, следовательно, содержит объединенную информацию о поверхностных и подповерхностных слоях».
Варгезе Чираят, доцент-исследователь, — сказал, «Наши результаты AMPS показали, как виртуальные фотоны, испускаемые после прилипания позитронов, взаимодействуют предпочтительно с электронами, которые простираются дальше в вакуум, чем с электронами, более локализованными в атомном положении. Таким образом, наши результаты необходимы для понимания того, как позитроны взаимодействуют с поверхностью. электронов и чрезвычайно важны для понимания других подобных поверхностно-селективных методов, основанных на позитронах».
Вайс отметил, что позитронная лаборатория UTA в настоящее время является единственным местом, где эта техника могла быть разработана из-за возможностей ее позитронного луча.
«У UTA, вероятно, есть единственная лаборатория в мире, в которой есть позитронный пучок, который может достигать низких энергий, необходимых для наблюдения этого явления».
Справочник журнала:
- Александр Дж. Фэирчайлд и др. Фотоэмиссионная спектроскопия с использованием виртуальных фотонов, испускаемых прилипанием позитронов: дополнительный зонд для поверхностных электронных структур верхнего слоя. Physical Review Letters,, DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.106801
