Новый способ измерения свойств поверхностного слоя материала
Физики из Техасского университета в Арлингтоне разработали новую методику, позволяющую измерять свойства самого верхнего атомного слоя материалов без включения информации из нижележащих слоев. Исследователи из лаборатории позитронов физического факультета UTA использовали процесс, называемый оже-опосредованным прилипанием позитронов (AMPS), для разработки нового спектроскопического инструмента для селективного измерения электронной структуры поверхности материалов.
Варгезе Чираят (слева) и Алекс Фэирчайлд. Кредит: UT Арлингтон
В новой статье «Фотоэмиссионная спектроскопия с использованием виртуальных фотонов, испускаемых прилипанием позитронов: дополнительный зонд для поверхностных электронных структур верхнего слоя», опубликованной в журнале Physical Review Letters (PRL), подробно описан новый метод. Кроме того, онлайн-журнал Physics опубликовал статью Viewpoint об этой публикации под названием «Спектроскопия, которая не царапает поверхность», в которой объясняется, почему статья важна для этой области. Статьи с точки зрения точки зрения заказываются редакторами PRL для статей, которые, по их мнению, вызовут широкий интерес.
Алекс Фэйрчайлд, научный сотрудник лаборатории позитронов, является ведущим автором исследования. Среди соавторов Варгезе Чираят, доцент по исследованиям; Рэндалл Глэден, научный сотрудник; Али Коймен, профессор физики; и Алекс Вайс, профессор и заведующий кафедрой физики UTA. Бернардо Барбьеллини, профессор физики Университета LUT в Финляндии, также внес свой вклад в проект.
Процесс AMPS, при котором позитроны (антиматерия электронов) прилипают непосредственно к поверхностям с последующей эмиссией электронов, впервые наблюдал и описал Саураб Мукерджи, аспирант, вместе с Вайсом и другими коллегами в 2010 году в UTA. Эти результаты были опубликованы в статье в PRL.
«Алекс (Фэирчайлд) и Варгезе выяснили, 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», — сказал Вайс. «Это определит многие свойства материала, включая проводимость, и может иметь важные последствия для строительных устройств».
Фэирчайлд сказал, что процесс AMPS уникален, поскольку он использует виртуальные фотоны для измерения самого верхнего атомного слоя.
«Это отличается от типичных методов, таких как фотоэмиссионная спектроскопия, когда фотон проникает через несколько слоев в объем материала и, следовательно, содержит объединенную информацию о поверхностных и подповерхностных слоях», — сказал Фэирчайлд.
«Наши результаты AMPS показали, как виртуальные фотоны, испускаемые после прилипания позитронов, взаимодействуют предпочтительно с электронами, которые простираются дальше в вакуум, чем с теми электронами, что были более локализованы в атомном положении», — сказал Чираят. «Таким образом, наши результаты необходимы для понимания того, как позитроны взаимодействуют с поверхностными электронами, 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 можно было бы разработать эту технику из-за возможностей ее позитронного луча.
«В настоящее время UTA, вероятно, имеет единственную в мире лабораторию, в которой есть позитронный пучок, способный достигать низких энергий, необходимых для наблюдения этого явления», — сказал Вайс.
