Физики нашли новый способ измерения свойств поверхностного слоя материала

Используя процесс, называемый опосредованной позитронной адгезией (AMPS), ученые из лаборатории позитронов в Юта Физический факультет разработал новую методику, позволяющую измерять свойства верхнего атомного слоя материалов.

Этот новый виртуальный спектрофотометр используется Фотоны Для выборочного измерения электронной структуры 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 вакууме.

Короткий диапазон взаимодействия виртуальных фотонов ограничивает глубину проникновения примерно до длины сита Томаса-Ферми. Провести измерения и анализ кинетических энергий испускаемых электронов на одном слое графен осажденных на Cu и подложку из чистой Cu показывают, что испускаемые электроны исходят исключительно из верхнего атомного слоя.

Алекс Вайс, профессор и заведующий кафедрой физики UTA, сказал: «Мы придумали, как использовать это явление, открытое 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 создания оборудования».

Алекс Фэйрчайлд, научный сотрудник лаборатории позитронов, ведущий автор исследования, сказал: «Процесс AMPS уникален тем, что он использует виртуальные фотоны для измерения верхнего атомного слоя».

«Это отличается от типичных методов, таких как оптическая эмиссионная спектроскопия, где фотон проникает в несколько слоев массы материала и, таким образом, содержит совокупную информацию о поверхностных и подповерхностных слоях».

Варгезе Черайат, доцент-исследователь, Он сказалИ «Наши результаты AMPS показали, как виртуальные фотоны, испускаемые после связывания позитронов, взаимодействуют предпочтительно с электронами, которые распространяются в вакуум больше, чем с электронами, локализованными в атомном положении. Поэтому наши результаты важны для понимания того, как позитроны взаимодействуют с поверхностью. Электроны Они чрезвычайно важны для понимания других методов, основанных на поверхностно-селективных позитронах».

Вайс отметил, что позитронная лаборатория UTA в настоящее время является единственным местом, где эта технология может быть разработана из-за ее возможностей позитронного луча.

«Возможно, что UTA имеет единственную в мире лабораторию с позитронным пучком, который может достигать низких энергий, необходимых для наблюдения этого явления».

Ссылка на журнал:

1. Александр Дж. Фэйрчайлд и др. Оптическая эмиссионная спектроскопия с использованием виртуальных фотонов, испускаемых при адгезии позитронов: дополнительный зонд электронных структур поверхности-верхнего слоя. сообщения физического обзора. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.106801