บาคาร่าเว็บตรง ฟิล์มบางเฉียบให้โฟโตอิเล็กตรอนที่ประสิทธิภาพควอนตัมสูง

บาคาร่าเว็บตรง อิเล็กตรอนออกจากพื้นผิว ประสิทธิภาพสูง: ความประทับใจของศิลปินที่มีต่ออิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวของโฟโตแคโทด โฟโตแคโทดแบบบางเฉียบซึ่งมีประสิทธิภาพในการผลิตอิเล็กตรอนมากกว่าอุปกรณ์เทียบเคียงถึง 10 เท่า ได้รับการเปิดเผยโดยทีมงานที่นำโดยคริสโตเฟอร์ พาร์ซิกและอลิซ กัลดี แห่งมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ในสหรัฐอเมริกา โฟโตแคโทดยังเร็วกว่าวัสดุที่มีอยู่ถึง 10 เท่า 

ความก้าวหน้านี้อาจเป็นประโยชน์ต่อเครื่องมือวัดที่หลากหลาย

ตั้งแต่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไปจนถึงเครื่องชนอนุภาค เมื่อโฟตอนของแสงกระทบพื้นผิวของวัสดุโฟโตแคโทด มันสามารถขับอิเล็กตรอนในสิ่งที่เรียกว่าโฟโตอิเล็กทริกได้ อิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถรวบรวมและเพ่งความสนใจไปที่ลำแสงเพื่อใช้ในเทคโนโลยีที่หลากหลาย เพื่อสร้างลำอิเล็กตรอนที่มีความเข้มข้นและคุณภาพสูงขึ้น นักวิจัยกำลังพยายามเพิ่มประสิทธิภาพของโฟโตแคโทดรวมทั้งลดการแพร่กระจายในโมเมนต์ของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาและลดเวลาที่ใช้ในการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

ผลึกเดี่ยวบางเฉียบของเซมิคอนดักเตอร์ที่มีโลหะอัลคาไลควรให้ประสิทธิภาพสูง มีการแพร่กระจายของโมเมนตัมต่ำ และเวลาตอบสนองสั้น แต่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายากในการสร้างโฟโตแคโทดจากวัสดุดังกล่าว เนื่องจากโฟโตแคโทดนั้นเติบโตเป็นโพลีคริสตัล ซึ่งมักจะเต็มไปด้วยข้อบกพร่องของผลึก หรือผลิตโดยการกระตุ้นพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ด้วยโลหะอัลคาไล ทำให้เกิดวัสดุที่ไม่เป็นระเบียบ

epitaxy ลำแสงโมเลกุล

ในการสร้างโฟโตแคโทดที่ราบรื่นและปราศจากข้อบกพร่อง ทีมงานของ Parzyck และ Galdi ได้ใช้ epitaxy ของลำแสงโมเลกุลแทนเพื่อสร้างฟิล์มบางเฉียบของซีเซียมแอนติโมไนด์ สต็อคซีเซียมและพลวงบริสุทธิ์พิเศษถูกทำให้ระเหิดก่อนแล้วจึงควบแน่นไปบนซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์ผลึกเดี่ยวในสุญญากาศสูง การสะสมเกิดขึ้นทีละชั้นอะตอมและส่งผลให้ฟิล์มบางถึง 4 นาโนเมตร วิธีการนี้ทำให้แน่ใจว่าอะตอมในภาพยนตร์มีการวางแนวผลึกของอะตอมที่อยู่ในสารตั้งต้นที่อยู่ด้านล่าง – หลีกเลี่ยงความผิดปกติ

จากนั้นนักวิจัยได้วิเคราะห์โครงสร้าง

และประสิทธิภาพของโฟโตแคโทดโดยใช้เทคนิคต่างๆ รวมถึงการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงและการผสมผสานของรังสีเอกซ์ อัลตราไวโอเลต และสเปกโทรสโกปีการเปล่งแสงที่แก้ไขมุม ซึ่งทำให้ทีมสามารถระบุลักษณะเฉพาะของโครงสร้างผลึกของภาพยนตร์ ตลอดจนพลังงาน โมเมนตา และโพลาไรเซชันของโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา

จากการวิเคราะห์โดยละเอียดนี้ นักวิจัยพบว่าเมื่อแปลงแสงสีเขียวที่มองเห็นเป็นอิเล็กตรอน ประสิทธิภาพควอนตัมของฟิล์ม 4 นาโนเมตรจะเกิน 2% ซึ่งหมายความว่า 2% ของโฟตอนที่ถูกดูดซับโดยพื้นผิวทำให้เกิดการปล่อยอิเล็กตรอน พวกเขายังพบว่าขบวนการปล่อยแสงสามารถเกิดขึ้นได้เพียง 10 fs ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่เร็วกว่าโฟโตแคโทดอื่น ๆ ความเร็วนี้หมายความว่าโฟโตแคโทดสามารถใช้ในไมโครสโคปความเร็วสูงพิเศษและกล้องสตรีคที่มีความละเอียดสูง

ทีมงานหวังว่าการวิจัยของมันสามารถปูทางสำหรับการเพิ่มความสว่างอย่างมากสำหรับแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนโฟโตแคโทดแบบบางเฉียบ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อเทคโนโลยีที่หลากหลายซึ่งอาศัยลำแสงอิเล็กตรอนที่เข้มข้นและมีคุณภาพสูง

วิธีการง่ายๆ ในการคูณความถี่ของคลื่นหมุนในวัสดุแม่เหล็กจากช่วงเมกะเฮิรตซ์ไปจนถึงกิกะเฮิรตซ์ ได้รับการค้นพบโดยบังเอิญโดยนักวิจัยในเยอรมนี งานวิจัยนี้เป็นการเปิดหนทางใหม่ในการศึกษาคลื่นหมุน และให้นักวิจัยในห้องปฏิบัติการมีวิธีง่ายๆ ในการสร้างความถี่คลื่นหมุนที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นขั้นตอนต่อการใช้ spintronics ในอุปกรณ์เชิงพาณิชย์

การคูณความถี่โดยใช้เทคโนโลยี 

เช่น วงจรไม่เชิงเส้น เป็นองค์ประกอบสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์สื่อสารผ่านดาวเทียม มีวงจรภายในที่ทำงานที่ความถี่เมกะเฮิรตซ์ แต่รับและส่งสัญญาณที่ความถี่กิกะเฮิรตซ์

อย่างไรก็ตาม ปัญหาหนึ่งที่เกิดกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันคือ ความร้อนต้านทานที่ต้องกระจายออกไปเมื่อกระแสไฟฟ้าที่นำพาข้อมูลไหลผ่านวงจร สิ่งนี้ทำให้การระบายความร้อนของโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ที่แน่นหนายิ่งขึ้นทำได้ยาก และหมายความว่าเมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แพร่หลายมากขึ้น การปล่อยพลังงานของมันก็เพิ่มขึ้นอย่างไม่ลดละ ปัจจุบัน 10% ของไฟฟ้าทั่วโลกถูกใช้โดยเทคโนโลยีดิจิทัล

สารละลายพลังงานต่ำ วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ประการหนึ่งสำหรับปัญหาด้านพลังงานนี้คือสปินทรอนิกส์ซึ่งสัญญาณสามารถส่งผ่านคลื่นสปินซึ่งเป็นความผันผวนในช่วงเวลาแม่เหล็กที่แท้จริงของกลุ่มอิเล็กตรอน ในสถานการณ์สมมตินี้ อิเล็กตรอนเองไม่เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงไม่มีความร้อนต้านทาน

Georg Woltersdorfจาก Martin Luther University Halle-Wittenberg ในเยอรมนีอธิบายว่า “โดยหลักการแล้ว คุณสามารถแปลกระแสหมุนได้ และโดยหลักการแล้ว คุณสามารถขนส่งกระแสหมุนด้วยการกระจายที่ต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับกระแสประจุ” Spintronics ยังสามารถนำมาใช้ในแอพพลิเคชั่นที่มีประโยชน์อื่นๆ เช่น หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน อย่างไรก็ตาม ท่ามกลางความท้าทายมากมาย ก็คือไม่มีเทคโนโลยีใดในปัจจุบันที่สามารถคูณความถี่คลื่นหมุนได้

ในขณะที่ศึกษาปัญหาอื่น Woltersdorf และเพื่อนร่วมงานได้สูบแม่เหล็กเหล็กนิกเกิลโดยใช้สนามแม่เหล็กความถี่วิทยุจากท่อนำคลื่นโคพลานาร์ เมื่อพวกเขาวิเคราะห์ความผันผวนที่เกิดขึ้นด้วยศูนย์ว่างไนโตรเจนของเพชร พวกเขาสังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกประหลาด: “มีเส้นบางเส้นในสเปกตรัมโฟโตลูมิเนสเซนส์ของศูนย์ NV เพชรเหล่านี้ที่เราไม่สามารถอธิบายได้” วอลเตอร์สดอร์ฟกล่าว “ในตอนแรกเราคิดว่ามี มีบางอย่างผิดปกติกับแหล่งความถี่ของเรา” อันที่จริง มีการแสดงแนวเหล่านี้บางส่วนในการทดลองก่อนหน้านี้จากกลุ่มอื่นๆ ซึ่งได้ข้อสรุปอย่างชัดเจนในเรื่องนี้ บาคาร่าเว็บตรง