Các nhà vật lý tại Đại học Texas ở Arlington đã phát triển một kỹ thuật mới có thể đo các thuộc tính của lớp nguyên tử trên cùng của vật liệu mà không bao gồm thông tin từ các lớp bên dưới.
Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Positron thuộc Khoa Vật lý UTA đã sử dụng một quy trình gọi là dán positron qua trung gian máy khoan (AMPS) để phát triển một công cụ quang phổ mới nhằm đo cấu trúc điện tử của bề mặt vật liệu một cách chọn lọc.
Một bài báo mới, “Quang phổ phát xạ bằng cách sử dụng các photon ảo phát ra từ quá trình bám dính positron: Một đầu dò bổ sung cho các cấu trúc điện tử bề mặt lớp trên cùng,” được xuất bản trên tạp chí Physical Review Letters (PRL), trình bày chi tiết về kỹ thuật mới.
>> Tham khảo: Đặt hệ thống phanh trên pin lithium-ion để ngăn ngừa hỏa hoạn.
Ngoài ra, tạp chí trực tuyến Vật lý đã xuất bản một bài báo Quan điểm trên ấn phẩm, có tiêu đề “Quang phổ học không làm trầy xước bề mặt”, điều này giải thích tại sao bài báo lại quan trọng đối với lĩnh vực này. Các bài viết về quan điểm được ủy quyền bởi các biên tập viên PRL cho các bài báo mà họ tin rằng sẽ thu hút sự quan tâm rộng rãi.
Alex Fairchild, học giả sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Positron, là tác giả chính của nghiên cứu. Các đồng tác giả bao gồm Varghese Chirayath, trợ lý giáo sư nghiên cứu; Randall Gladen, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ; Ali Koymen, giáo sư vật lý; và Alex Weiss, giáo sư và trưởng khoa Vật lý UTA. Bernardo Barbiellini, giáo sư vật lý tại Đại học LUT ở Phần Lan, cũng đóng góp cho dự án.
Quá trình AMPS, trong đó positron (phản vật chất của electron) dính trực tiếp vào các bề mặt, sau đó là sự phát xạ của electron, lần đầu tiên được quan sát và mô tả bởi Saurabh Mukherjee, một nghiên cứu sinh, cùng với Weiss và các đồng nghiệp khác, vào năm 2010 tại UTA. Những kết quả đó đã được công bố trong một bài báo trên PRL.
“Alex (Fairchild) và Varghese đã tìm ra cách sử dụng hiện tượng mà chúng tôi đã phát hiện vào năm 2010 này để đo lớp trên cùng và lấy thông tin về cấu trúc điện tử cũng như hành vi của các electron ở lớp trên cùng,” Weiss nói. “Điều đó sẽ xác định nhiều tính chất của vật liệu, bao gồm cả độ dẫn điện và có thể có ý nghĩa quan trọng đối với các thiết bị chế tạo.”
>> Tham khảo: Để ngăn chặn đại dịch tiếp theo, hãy khôi phục môi trường sống của động vật hoang dã.
Fairchild cho biết quy trình AMPS là duy nhất vì nó sử dụng các photon ảo để đo lớp nguyên tử trên cùng.
“Điều này khác với các kỹ thuật điển hình như quang phổ quang phát xạ, trong đó một photon xuyên qua nhiều lớp vào phần lớn vật liệu và do đó chứa thông tin kết hợp của các lớp bề mặt và lớp dưới bề mặt,” Fairchild nói.
Chirayath cho biết: “Các kết quả AMPS của chúng tôi cho thấy cách các photon ảo phát ra sau khi dính positron tương tác tốt hơn với các electron kéo dài hơn vào chân không hơn là với các electron được định vị nhiều hơn ở vị trí nguyên tử”.
“Do đó, kết quả của chúng tôi rất cần thiết để hiểu cách positron tương tác với các electron bề mặt và cực kỳ quan trọng để hiểu các kỹ thuật dựa trên positron chọn lọc bề mặt tương tự khác.”
Weiss lưu ý rằng Phòng thí nghiệm UTA Positron hiện là nơi duy nhất mà kỹ thuật này có thể được phát triển, do khả năng của chùm positron của nó.
>> Tham khảo: Các nhà khoa học tìm ra cách biến đổi vi khuẩn để dễ dàng sản xuất thuốc.
Weiss cho biết: “Hiện tại, UTA có lẽ là phòng thí nghiệm duy nhất trên thế giới có chùm positron có thể chiếu xuống mức năng lượng thấp cần thiết để quan sát hiện tượng này.
Nghiên cứu được hỗ trợ bởi nguồn tài trợ từ Quỹ Welch và Quỹ Khoa học Quốc gia.
