Araştırmacılar Stuttgart Üniversitesi geliştirdiler çığır açan bir kuantum mikroskopi yöntemi Daha önce mümkün olmayan bir şekilde elektron hareketlerinin ağır çekimde görüntülenmesini sağlıyor. Prof. Sebastian Loth, Fonksiyonel Madde ve Kuantum Teknolojileri Enstitüsü (FMQ) yönetici müdürübu yeniliğin katılardaki elektron davranışı hakkında uzun zamandır var olan soruları ele aldığını ve yeni malzemeler geliştirmek için önemli sonuçlar doğurduğunu açıklıyor.
Metaller, yalıtkanlar ve yarı iletkenler gibi geleneksel malzemelerde, atom düzeyindeki değişimler makroskobik özellikleri değiştirmez. Ancak, laboratuvarlarda üretilen gelişmiş malzemeler, minimal atomik değişikliklerle yalıtkanlardan süper iletkenlere dönüşme gibi çarpıcı özellik değişimleri gösterir. Bu değişimler, atom ölçeğinde elektron hareketini doğrudan etkileyen pikosaniyeler içinde gerçekleşir.
ZAMAN ÇÖZÜMLÜ TARAMA TÜNELLEME MİKROSKOBU GÖRÜNTÜLEME UCU, ULTRA HIZLI TERAHERTZ DARBELERİ ARACILIĞIYLA MALZEMELERDEKİ TOPLU ELEKTRON HAREKETİNİ YAKALAR. FOTOĞRAF KREDİSİ: © SHAOXIANG SHENG, STUTTGART ÜNİVERSİTESİ (FMQ)
Loth’un ekibi, bir niyobyum ve selenyum malzemesine bir pikosaniyelik elektrik darbesi uygulayarak bu hızlı değişimleri başarıyla gözlemledi ve yük yoğunluğu dalgasındaki elektronların toplu hareketini inceledi. Tekil safsızlıkların bu toplu hareketi nasıl bozabileceğini ve elektron topluluğuna nanometre boyutunda bozulmalar gönderebileceğini keşfettiler. Bu araştırma, Stuttgart ve Hamburg’daki Max Planck Enstitüleri’ndeki önceki çalışmalara dayanmaktadır.
Elektron hareketinin safsızlıklar tarafından nasıl durdurulduğunun anlaşılması, sensörler veya elektronik bileşenler için ultra hızlı anahtarlama malzemeleri oluşturmak için faydalı olan belirli özelliklere sahip malzemelerin hedefli geliştirilmesini sağlayabilir. Loth, atomik düzeydeki tasarımın makroskobik malzeme özelliklerini etkileme potansiyelini vurgular.
Yenilikçi mikroskopi yöntemi, hem yüksek mekansal hem de zamansal çözünürlük elde etmek için atomik düzeyde çözünürlük sunan bir taramalı tünelleme mikroskobu ile ultra hızlı pompa-prob spektroskopisini birleştirir. Deneysel kurulum son derece hassastır ve son derece zayıf sinyalleri ölçmek için titreşimlerden, gürültüden ve çevresel dalgalanmalardan korunmayı gerektirir. Ekibin optimize edilmiş mikroskobu, deneyleri saniyede 41 milyon kez tekrarlayabilir, yüksek sinyal kalitesi sağlar ve onları bu alanda öncü yapar.
Dosyalandı . Bilim hakkında daha fazlasını okuyun.