Ana Sayfa Fizik Bir elektronun sınır ötesi kısa, hızlı yolculuğunun ilk doğrudan görünümü

Bir elektronun sınır ötesi kısa, hızlı yolculuğunun ilk doğrudan görünümü

275
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 4 "  dakikada okuyabiliriniz.
firstdirectv
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂

İki malzeme arasındaki sınırdan geçen elektronlar, flaş belleklerden pillere ve güneş pillerine kadar birçok kilit teknolojinin temelidir. Araştırmacılar şu anda bu küçük sınır ötesi hareketleri ilk kez doğrudan gözlemledi ve izledi; elektronların bir nanometrenin onda onda birini – yedi hidrojen atomunun genişliği hakkında – saniyenin milyarda birinin 100 milyonu boyunca koşarken.

Enerji Bölümü’nün SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve Stanford Üniversitesi’ndeki bilim adamları tarafından yönetilen ekip, bu gözlemleri, seyahat elektronlarının yaydığı küçük elektromanyetik dalga patlamalarını ölçerek yaptı – bir asırdan daha önce Maxwell denklemleri tarafından açıklanan bir fenomen. bu önemli ölçüme uygulanır.

SLAC / Stanford Profesörü Tony Heinz’in laboratuvarında doktora sonrası bir araştırmacı olan Eric Yue Ma, “Yararlı bir şey yapmak için, genellikle farklı malzemeleri bir araya getirip ücret veya ısı ya da ışığı aktarmanız gerekir.” Dedi. Bilimsel Gelişmeler.

“Bu, şarjın – bu durumda, elektronlar ve delikler – iki malzeme arasındaki ani arabirim boyunca nasıl geçtiğini ölçmenin yeni bir yolunu açar” dedi. “Sadece katmanlı malzemelere uygulanmaz. Örneğin, katı bir yüzey ile kendisine bağlı moleküller arasında, hatta prensipte sıvı ve katı arasında akan elektronlara bakmak için de kullanılabilir.”

Çok kısa, çok hızlı – ya da onlar mıydı?

Bu deneyde kullanılan malzemeler, sadece birkaç atom kalınlığındaki tabakalardan oluşan, yeni ortaya çıkan bir yarı iletken malzeme sınıfı olan geçiş metali diklorojenitler veya TMDC’lerdir. Bilim adamları nanoelektronik ve fotonikteki temel özelliklerini ve potansiyel kullanımlarını keşfederken, son birkaç yılda TMDC’lerde ilgi patlaması yaşandı.

İki tip TMDC alternatif katmanlarda istiflendiğinde, elektronlar insanların çeşitli uygulamalar için koşum yapmak istedikleri kontrol edilebilir bir şekilde bir katmandan diğerine akabilir.

Ancak şimdiye kadar, bu akışı gözlemlemek ve incelemek isteyen araştırmacılar, elektronların taşınmasından önce ve sonra malzemeyi inceleyerek ancak dolaylı olarak yapabilmişlerdi. Katılan mesafeler çok kısa ve elektronlar günümüzdeki cihazların doğrudan şarj akışını yakalayabilmeleri için çok hızlı.

En azından düşündükleri buydu.

Maxwell önderlik ediyor

Fizikçi James Clerk Maxwell’in adını alan bir denklem grubuna göre, akımın darbeleri, radyo dalgalarından ve mikrodalgalardan görünür ışık ve X ışınlarına kadar değişebilen elektromanyetik dalgalar yayar. Bu durumda, ekip bir elektronun bir TMDC katmanından diğerine olan yolculuğunun, elektromanyetik spektrumdaki mikrodalgalar ve kızılötesi ışık arasına düşen terahertz dalgaları oluşturması gerektiğini ve bu patlamalar bugünün durumuyla tespit edilebileceğini fark etti. -art araçları.

Ma, “İnsanlar muhtemelen bunu daha önce düşünmüştü, ancak fikri reddetti, çünkü akımı bu kadar küçük bir miktarda malzeme içinde bu kadar küçük bir mesafeden geçen elektronlardan ölçmenin hiçbir yolu olmadığını düşünüyorlardı.” Dedi. “Ancak, zarfın arkasına bir hesaplama yaparsanız, eğer bir akım gerçekten o kadar hızlıysa, yayılan ışığı ölçebilmeniz gerektiğini görürsünüz, bu yüzden az önce denedik.”

Lazerden dürtmeler

Araştırmacılar, SLAC’daki Stanford Malzeme ve Enerji Bilimleri Enstitüsü (SIMES) ile tüm araştırmacılar, fikirlerini molibden disülfür ve tungsten disülfitten yapılmış bir TMDC materyali üzerinde test ettiler.

SLAC / Stanford ile çalışma Profesör Aaron Lindenberg, Ma ve postdoc arkadaşı Burak Güzeltürk, elektronların hareket etmesini sağlamak için optik lazer ışığının ultrashort darbeleriyle malzemeye çarptı ve zaman alanlı terahertz emisyon spektroskopisi adı verilen bir teknikle verdikleri terahertz dalgalarını kaydetti. Bu ölçümler yalnızca elektrik akımının katmanlar arasında ne kadar hızlı ve hızlı gittiğini değil, aynı zamanda gittiği yönü de ortaya çıkardı. Aynı iki malzeme ters sırayla istiflendiğinde akım tam olarak aynı şekilde ancak tam tersi yönde aktı yön.

Takımın soruşturmasına öncülük eden Heinz, “Bu yeni tekniğin gösterilmesiyle birlikte birçok heyecan verici sorun çözülebilir” dedi. “Örneğin, iki kristal katmanından birinin diğerine göre döndürülmesi, birleşik katmanların elektronik ve optik özelliklerini çarpıcı biçimde değiştirdiği bilinmektedir. Bu yöntem, elektronların bir katmandan diğerine hızlı hareketini doğrudan izlememize izin verecektir. ve bu hareketin atomların göreceli konumlarından nasıl etkilendiğini görün. “

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz