A.V.’den bilim adamları tarafından yeni bir kararlı spin polarize elektron kaynağı geliştirildi. Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi’nden (IPP SB RAS) Rzhanov. Spin kontrol teknolojisi, gelecekte günümüzün bilgisayarlarından ve telefonlarından daha hızlı ve enerji açısından daha verimli olan spintronik cihazlar yaratmaya olanak sağlayacaktır.
Hem uygulamalı uygulamalar hem de temel araştırmalar için (yüklü parçacık hızlandırıcıları – çarpıştırıcılar üzerinde deneyler yaparken) güvenilir bir spin-polarize elektron kaynağına (detektörün yanı sıra) ihtiyaç vardır. Rusya’da oluşturulan yeni kaynak, bir dizi parametre – ömür, kuantum verimliliği ve elektronların spin polarizasyonu açısından geleneksel olarak kullanılan emsallerinden daha iyi performans gösteriyor. Bu, lazer ışımasına tepki olarak aynı spinli (polarize) elektronları “üreten” ince bir yarı iletken tabaka olan çok alkali bir fotokatottur.
“Keşfimiz, alkali metaller ve antimondan oluşan bir yarı iletken bileşiğin – çok alkali bir foto katot – spin polarize elektronların iyi bir kaynağı olduğunu tespit etmiş olmamızdır. Elektron polarizasyon derecesi, bu tür amaçlar için yaygın olarak kullanılan karmaşık galyum arsenit (GaAs) heteroyapılarınınkinden daha yüksek olabilir. Ek olarak, kaynağımız daha uzun bir ömre ve daha yüksek bir kuantum verimine sahiptir – yayılan elektronların foto akımı başlatan gelen fotonlara oranı. Çoklu alkali fotokatotlar 1930’lardan beri çalışılmaktadır: fotoçoğaltıcılarda, gece görüş cihazlarında ve hızlandırıcılarda elektron kaynakları olarak kullanılmaktadırlar. Ancak hiç kimse, tam olarak spin-polarize elektronların bir kaynağı olarak potansiyellerini çözemedi.”, – dedi Oleg Tereshchenko, Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Fizik ve Teknoloji Enstitüsü’nde Heteroyapıların Fizik ve Teknolojisi Laboratuvarı Başkanı, Novosibirsk Devlet Üniversitesi Profesörü, Rusya Bilimler Akademisi Profesörü, Doktor Spin-polarize elektronların yeni bir kaynağı yaratma çalışmalarına öncülük eden Fizik ve Matematik Bilimleri Bölümü’nden Dr.
Şimdiye kadar, döngüsel ve doğrusal hızlandırıcılarla ilgili deneylerde sadece galyum arsenit kaynakları kullanılmıştır.
“Çoklu alkali katotlar, vakum koşullarında ve artık gazda istenmeyen safsızlıkların varlığında daha az talepkar olmayı vaat ediyor. Sarov’da yapım aşamasında olan çarpıştırıcıda yeni kaynağın potansiyel kullanımına gelince, çok alkali fotokatodun %15’e varan yüksek kuantum veriminden ilham alıyoruz. Bu, galyum arsenit bazlı heteroyapılardan daha yüksek bir büyüklük sırasıdır. Ancak polarizasyon derecesinin %60’tan fazlasına ihtiyacı olacaktır. Bu parametre kuantum veriminden daha önemlidir – ikincisi, lazer gücünü veya fotokatod alanını artırarak arttırılabilir, ancak düşük dereceli polarizasyonu telafi edecek hiçbir şey yoktur.“, – dedi Nükleer Fizik Enstitüsü’nün baş araştırmacısı. GI Budker SB RAS, Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru Ivan Koop.
Bilim adamları, son deneylerle kanıtlandığı gibi, çok alkali bir fotokatota dayalı bir kaynağın polarizasyon derecesini %100’e kadar artırmanın mümkün olduğunu belirtiyorlar.
Bilimsel bir proje çerçevesinde, bir tarafında KNa2Sb çok alkali yarı iletken fotokatot, diğer tarafında ise bir vakum fotodiyot üretildiği bildiriliyor. galyum arsenit bazlı spin polarize elektronların yarı iletken dedektörü. Fotokatodu polarize ışıkla ışınlayarak, ondan aynı dönüşe sahip elektronları “ayıklamak” mümkündür ve dedektör onları kaydeder. Bilim adamları, antimon ve alkali metallerin bileşiklerine dayanan yeni bir spin-polarize elektron kaynağının tüm özelliklerini “standart” – bir galyum arsenit kaynağı ile karşılaştırdılar ve optik şemanın doğru çalışması da kontrol edildi. Sonuç olarak, hesaplamaların doğruluğunu teyit eden sonuçlar elde edildi. IPP SB RAS’ın bilim adamları, CJSC Ekran FEP, INP SB RAS’tan meslektaşları ve diğer bilimsel kuruluşlardan uzmanlarla işbirliği yaparak, çok alkali bir fotokatota dayalı polarize elektronların kaynağını geliştirmek için daha fazla çalışmaya devam edecekler.