לאחרונה, אוניברסיטת קולומביה הבריטית פיתחה סוג חדש של מקור לייזר אולטרה סגול קיצוני המיישם ספקטרוסקופיית פליטת אור עם זמן פתרון, שיכולה להמחיש את תהליך פיזור האלקטרונים בזמן מהיר במיוחד.
ספקטרוסקופיית פליטה אופטית יכולה לתעד מסגרת אחר מסגרת כיצד האלקטרונים מתקשרים עם תנודות אטומיות מסוימות במוצקים, תופסים את תהליך יצירת ההתנגדות בחומרים מסוימים ותהליך יצירת מוליכות-על ותופעות קוונטיות מקרוסקופיות אחרות בחומרים אחרים. אירועי הפיזור בין הרטט לאלקטרונים נקראים פונונים, מה שעלול לגרום לאלקטרונים לשנות כיוון ואנרגיה. אינטראקציה אלקטרונית-פונונית זו היא הבסיס לשלבים מוזרים רבים של חומר.
החוקרים אמרו כי האופן שבו האינטראקציה בין אלקטרונים לסביבתם המיקרוסקופית קובע את המאפיינים של כל המוצקים. לאחר שקבענו את האינטראקציות המיקרוסקופיות העיקריות הקובעות את תכונות החומרים, אנו יכולים למצוא דרכים להגדיל או להקטין את האינטראקציות, וכך להשיג אלקטרונים שימושיים. ביצועים.
החוקרים משתמשים בפולסי לייזר קצרים במיוחד כדי לרגש אלקטרונים בודדים מסביבת שיווי המשקל הרגילה שלהם; ואז השתמש בדופק לייזר שני, תריס המצלמה, כדי ללכוד אלקטרונים שמתפזרים מהר יותר מהאטומים שמסביב בסולם זמן מאשר טריליון נקודות שנייה אחת היא מהירה. החוקרים אמרו," בגלל הרגישות הגבוהה של המכשיר שלנו, אנו יכולים למדוד באופן ישיר כיצד אלקטרונים נרגשים מתקשרים לראשונה עם רעידות אטומיות או פונונים ספציפיים."
החוקרים ערכו ניסויים בגרפיט, תוך שימוש בספקטרוסקופיית פוטו-פליטה עם זמן ובזווית כדי לרגש אלקטרונים בגרפיט ולפקח על ריקבונם, תוך שחרור פונונים. קבוע הזמן של תהליך הריקבון מספק מידע ישיר לצימוד האלקטרונים-פונון המתרחש במערכת הניסוי. החוקרים אומרים שתהליך הפיזור שמייצר עמידות עשוי להגביל את היישום של אלקטרוניקה מבוססת פחמן בתחום הננו-אלקטרוניקה.
בקרת האינטראקציה בין אלקטרונים לאטומים חשובה ליישום חומרים קוונטיים כולל מוליכי-על. מוליכי-על משמשים במכונות MRI ורכבות ריחוף מגנטיות מהירות, וניתן להשתמש בהן להעברת אנרגיה בעתיד. פרופסור אנדראה דמסלי אמרה:" באמצעות יישום טכנולוגיות חדישות אלה, אנו עומדים לחשוף את המסתורין של מוליכות-על בטמפרטורה גבוהה ותופעות מרתקות רבות אחרות של חומר קוונטי."
(תמונות עיקריות מאוניברסיטת קולומביה הבריטית)
