{"id":18674,"date":"2011-07-16T19:05:21","date_gmt":"2011-07-16T16:05:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=18674"},"modified":"2011-08-08T23:00:15","modified_gmt":"2011-08-08T20:00:15","slug":"valgusimpulsside-elektroonika-metallteravikel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=18674","title":{"rendered":"Valgusimpulsside elektroonika metallteravikel"},"content":{"rendered":"

Max Plancki Kvantoptika Instituudis juhiti esmakordselt elektronide emissiooni metallteravikult femtosekund-laserite abil.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Punase laserimpulsiga kiiritatud wolframteravik tekitab sinise lainena kujutatud kahe elektroni interferentsipildi. <\/p><\/div>\n

Elektronide emissiooni juhtimine femtosekund-laserite (laserid, mis v\u00f5imaldavad tekitada \u00fclil\u00fchikesi 10-15 <\/sup>sekundilisi \u00a0impulsse \u2013 t\u00f5lkija m\u00e4rkus) abil v\u00f5imaldab aatomisiseseid protsesse vallandada atosekundilisel (10-18<\/sup>s) ajaskaalal. Peter Hommelhoffi juhitud uurimisgrupp on uut meetodit rakendanud tahkistele, n\u00e4iteks \u00fcliteravatele metallteravikele. Teadlased n\u00e4itasid, et laseri suhteliselt v\u00e4ikese intensiivsuse puhul on v\u00f5imalik t\u00fc\u00fcrida elektronide emissiooni teravikult \u00fcheainsa optilise impulsi v\u00f5i faasits\u00fckli kestvuse jooksul. J\u00e4lgitud elektronide energiaspektri muutusi saab seletada faasist s\u00f5ltumatute ja koherentsete elektronide lainepakettide interferentsiga. M\u00f5\u00f5tmised on heas vastavuses numbriliste l\u00e4hendustega. Uus tehnika pakub laialdast huvi. Kompaktne ja tundlik seade v\u00f5imaldab kergesti ja t\u00e4pselt m\u00f5\u00f5ta laserimpulsside faasi ja v\u00f5ib kiirendada\u00a0 \u00fclikiirete optiliste transistoride v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tamise protsessi.<\/p>\n

Eksperimendis valgustatakse wolframist n\u00f5ela m\u00f5ne femtosekundi (10-15<\/sup>s) pikkuse laserimpulsiga. Kui laseri impulsi intensiivsus on piisav, siis elektron neelab kiiratud energia ja lahkub teravikult. Teravikult lahkunud elektroni on v\u00f5imalik tuvastada teraviku ees paikneva detektori abil.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Pildil on n\u00e4ha t\u00fc\u00fcpiline femtosekund-laseri impulsi elektriv\u00e4lja tugevuse s\u00f5ltuvus ajast. P\u00f5hisageduse v\u00f5nkumise maksimum s\u00f5ltub m\u00e4hisjoone ja p\u00f5hisageduse faaside vahest. Vasakul on faasivahe 180 kraadi, paremal aga 0 kraadi.<\/p><\/div>\n

Eksperimendis kasutatava metallteraviku otsa k\u00f5verusraadius on vaid 10 nanomeetrit, mist\u00f5ttu pealelangev impulss v\u00f5imendub m\u00e4rgatavalt (laeng koondub teravikele \u2013 t\u00f5lkija m\u00e4rkus). Elektronide pinnalt vabastamiseks piisab isegi suhteliselt n\u00f5rkadest laserimpulssidest. L\u00fchikesed impulsid sisaldavad vaid \u00fcksikuid faasits\u00fckleid, millest tingituna on elektronile m\u00f5juv elektriv\u00e4li tugevas s\u00f5ltuvuses p\u00f5hisageduse ja m\u00e4hisjoone faasivahest.<\/p>\n

Eksperimentides m\u00f5\u00f5detakse metallist v\u00e4lja lennanud elektronide kineetilist energiat selleks, et nende lainepakettide (elektronide energiat edasi kandvate formeeringute \u2013 t\u00f5lkija m\u00e4rkus) faasinihkeid tuvastada. Joonisel nr. 3 n\u00e4htav elektronide loendusjaotus on tugevasti faasinihkest m\u00f5jutatud. N\u00e4ha on kaks lisaspektrit, milliste faasivahe on 180 kraadi. T\u00e4helepanuv\u00e4\u00e4rne on k\u00f5rgete energiatega elektronide arv. \u201dMida k\u00f5rgem on elektroni energia, seda l\u00e4hemal oleme olukorrale, kus v\u00f5ime voolu vaid faasinihke abil sisse v\u00f5i v\u00e4lja l\u00fclitada,\u201d seletab Michael Kr\u00fcger.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Elektronide interferentsi energiaspekter. 180 kraadise faasinihke puhul on j\u00e4lgitavad suured v\u00f5rdse amplituudiga maksimumid, samas kui 0 kraadise faasinihke puhul interferentsstruktuur puudub. Pilt kirjeldab k\u00f5rgete energiatega elektronide kiirgumist kahel eri ajaetapil (m\u00e4rgitud punase ellipsiga), mille t\u00f5ttu tekib elektronide interferents. <\/p><\/div>\n

Eksperimentaatorite valitud faasinihkest s\u00f5ltub maksimumide n\u00e4htavus. Maksimumide olemasolu on kvantmehaanikast l\u00e4htuv elektronide omadus: 180 faasinihkel v\u00f5ivad elektronid emiteeruda kahel eri ajaintervallil \u00fche laseriimpulsi kestel. Kahe laine interferentsipilt on metallteraviku l\u00e4histel j\u00e4lgitav. Teisel juhul, kui faasivahe puudub, v\u00f5ib emiteeruda vaid \u00fcks elektron \u00fche impulsi v\u00e4ltel, mist\u00f5ttu interferentsi ei esine ja maksimumid kaovad.<\/p>\n

J\u00e4lgitud interferentspildist saavad teadlased j\u00e4reldada, et laseri impulsi elektromagnetlainetus m\u00f5jutab elektronide liikumist isegi p\u00e4rast nende teravikult lahkumist. Praktiliselt pidevalt registreeritav lugem keskmistel energiatel lubab oletada, et vabanenud elektronid aetakse laserimpulsi poolt tagasi teravikule, et siis sellelt taas elastselt enne detekteerimist hajuda. \u00a0\u201eKatse n\u00e4itab, et hajumisprotsess ei sega interferentsipildi tekkimist. T\u00e4hendab, et need s\u00fcndmused toimuvad koherentselt,\u201c \u00fctleb Markus Schenk. Tulemuseks saadud spekter on \u00fcllatavalt h\u00e4sti numbriliselt l\u00e4hendatav mudeliga, mis kirjeldab elektronide k\u00e4itumist laserkiire elektriv\u00e4ljas.<\/p>\n

Uus meetod toimib t\u00f6\u00f6riistana elektronide d\u00fcnaamika kirjeldamiseks tahkistes. N\u00e4iteks ei ole olnud seni teada, kas hajumisprotsess leiab aset terve teraviku pinnal, \u00fche aatomi sisemuses v\u00f5i hoopis selle v\u00e4liskihtides. Madalate laseri impulsside energianivoode t\u00f5ttu v\u00f5ib meetod leida rakendust laboritehnika tootmises. \u00dchildades metallteraviku pidurdava v\u00f5re ja elektronkordistiga saab valmistada seadmeid laserimpulsside faaside m\u00f5\u00f5tmiseks ja stabiliseerimiseks. Samuti saab kasu optilise v\u00e4ljatransistori areng.<\/p>\n

Allikas: PhysOrg<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Max Plancki Kvantoptika Instituudis juhiti esmakordselt elektronide emissiooni metallteravikult femtosekund-laserite abil. Elektronide emissiooni juhtimine femtosekund-laserite (laserid, mis v\u00f5imaldavad tekitada \u00fclil\u00fchikesi 10-15 sekundilisi \u00a0impulsse \u2013 t\u00f5lkija m\u00e4rkus) abil v\u00f5imaldab aatomisiseseid protsesse vallandada atosekundilisel (10-18s) ajaskaalal. Peter Hommelhoffi juhitud uurimisgrupp on uut meetodit rakendanud tahkistele, n\u00e4iteks \u00fcliteravatele metallteravikele. Teadlased n\u00e4itasid, et laseri suhteliselt v\u00e4ikese intensiivsuse puhul on […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":18677,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-18674","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/18674","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=18674"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/18674\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/18677"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=18674"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=18674"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=18674"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}