เทคนิคใหม่ที่ช่วยให้เลเซอร์จัดการกับพลังงานและเฟสของอิเล็กตรอนในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้รับการเปิดเผยโดยนักวิจัยในเยอรมนีและสวิตเซอร์แลนด์ เทคนิคนี้เปิดโอกาสให้มีการใช้งานใหม่ๆ ในสเปกโทรสโกปีของอิเล็กตรอน และอาจใช้ในอนาคตเพื่อสร้างการพัวพันของอิเล็กตรอน-โฟตอนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้รับการพัฒนาขึ้นในทศวรรษที่ 1930 เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุด
ที่เรามี
ในการศึกษาสสารในระดับอะตอม นี่เป็นเพราะความยาวคลื่นของอิเล็กตรอนที่ใช้สั้นกว่าแสงที่ตามองเห็น และแม้แต่รังสีเอกซ์ทั่วไป อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ความก้าวหน้าด้านโฟโตนิกส์ เช่น คาวิตี้ควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ทำให้สามารถควบคุมแสงได้ด้วยความแม่นยำสูงสุดขีด
การควบคุมลำแสงอิเล็กตรอนยังคงเป็นสิ่งที่ท้าทายกว่ามากโอกาสหนึ่งอยู่ที่การใช้การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและโฟตอน ทำให้เลเซอร์ออปติกสามารถปรับลำแสงอิเล็กตรอนได้ น่าเสียดายที่ข้อต่อนี้ค่อนข้างอ่อนแอ ดังนั้นจึงต้องใช้เลเซอร์กำลังสูงซึ่งมีราคาแพงและไม่สามารถใช้งานได้
ในระบบคลื่นต่อเนื่องเนื่องจากจะทำให้อุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนเสียหายได้วิธีแก้ปัญหาที่ละเอียดอ่อนในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์ในเมืองโลซานน์ พวกเขาเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงเข้ากับโพรงซิลิกอนไนไตรด์ด้วยปัจจัยด้านคุณภาพประมาณหนึ่งล้านบนชิปซิลิกอน เมื่อส่งผ่านใยแก้วนำแสง
ลำแสงเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องพลังงานต่ำจะปั๊มโพรงอย่างก้องกังวาน ขยายหน่วยมิลลิวัตต์เป็นหลายพันวัตต์ ทั้งหมดนี้อยู่ที่ความถี่ที่กำหนดไว้อย่างดีจากนั้นนักวิจัยได้ส่องลำแสงของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใกล้กับโพรง พวกเขาพบว่าที่ความถี่เรโซแนนซ์เฉพาะ อิเล็กตรอนจะจับคู่กับสนามที่หายไป
ของโพรง ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ไม่แพร่กระจายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งพบได้ในบริเวณใกล้เคียงกับแหล่งกำเนิดเท่านั้น สิ่งนี้ทำให้เกิดแถบด้านข้างปรากฏขึ้นรอบจุดสูงสุดของพลังงานอิเล็กตรอนกลาง “ลำแสงอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นการกระตุ้นด้วยแสง
ที่มีความละเอียด
ระดับไมโครอิเล็กตรอนโวลต์” คลอส โรเปอร์สแห่งเกิททิงเงน ผู้ร่วมวิจัยอธิบาย “อาจมีความเป็นไปได้ในอนาคตที่ไม่เพียงแต่จะระบุลักษณะเฉพาะของโพรงเหล่านี้เท่านั้น แต่ยังแปลว่า นี้ไปสู่รูปแบบอื่นของอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี” ตัวอย่างหนึ่งคือสเปกโทรสโกปีการสูญเสียพลังงานของอิเล็กตรอน
ซึ่งลำแสงของอิเล็กตรอนที่มีช่วงพลังงานแคบๆ ถูกส่งผ่านวัสดุและวัดพลังงานของอิเล็กตรอนที่กระจัดกระจายและใช้เพื่อสรุประดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุ ด้วยการใช้ช่องเพื่อเลือกความถี่การกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจง ควรจะสามารถควบคุมพลังงานกระตุ้นได้ และดังนั้นจึงสามารถอนุมาน
การสูญเสียหลังจากการกระเจิงได้แม่นยำกว่าเดิมมากสเปกโทรสโกปีขั้นสูงความเป็นไปได้อื่น ๆ นั้นซับซ้อนกว่า: การขยายสเปกตรัมพลังงานทำให้ลำแสงอิเล็กตรอนแยกออกเป็นขบวนของพัลส์เฟสที่เชื่อมโยงกัน และนักวิจัยหวังว่าจะใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ที่ขึ้นกับเวลา “รูปแบบสเปกโทรสโกปี
ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้รับการพัฒนาในออปติคัลที่ช่วยให้ข้อมูลเชิงลึกในระดับจุลภาคที่ลึกยิ่งขึ้นในกระบวนการไดนามิก หากคุณเปลี่ยนจากสเปกโทรสโกปีปกติเป็นสเปกโทรสโกปีแบบเชื่อมโยง” โรเปอร์สกล่าว “เป้าหมายระยะยาวคือการถ่ายโอนแผนภาพที่มีความก้าวหน้ามากในด้านสเปกโทรสโกปี
แบบออพติคอลไปสู่สเปกโทรสโกปีแบบอิเล็กตรอน”นักวิจัยกำลังดำเนินการเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้นอกเหนือจากสเปกโทรสโกปี: “นี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด สะอาดที่สุด และควบคุมได้มากที่สุดที่ลำแสงอิเล็กตรอนเคยเชื่อมต่อกับโฟโตนิกส์” โทเบียส คิปเพนเบิร์กผู้นำร่วมจากโลซานน์กล่าว
พวกเขาเชื่อว่าสิ่งนี้สามารถใช้เพื่อสร้างควอนตัมพัวพันระหว่างอิเล็กตรอนและโฟตอน “ตอนนี้ มีโฟตอนจำนวนมากอยู่ในโพรง ดังนั้นสถานะสุดท้ายของโพรงจึงไม่แตกต่างกันมากนักหากอิเล็กตรอนตัวหนึ่งจับโฟตอนได้หนึ่งตัว” Ropers อธิบาย “แต่สมมติว่าคุณไม่ได้ใช้เลเซอร์ขับเคลื่อนสิ่งนี้ แต่ด้วยแหล่งกำเนิด
โฟตอนเดียว
โพรงนี้อาจนำไปสู่การพัวพันระหว่างสถานะของโพรงกับสถานะของอิเล็กตรอน”นักฟิสิกส์เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ ในปรากกล่าวว่าผลลัพธ์หลักของงานนี้คือการเพิ่มความแข็งแกร่งของการจับคู่ระหว่างโฟตอนที่ตกกระทบกับอิเล็กตรอน ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับการทำงาน
ของคลื่นของลำแสงอิเล็กตรอนโดยใช้เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องเพียง 1 พลังงานมิลลิวัตต์ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากปัจจัยด้านคุณภาพที่สูงเป็นพิเศษของช่องแสง “[มีงานวิจัย] แสดงให้เห็นปฏิกิริยาที่ไม่ยืดหยุ่นของอิเล็กตรอนกับสนามแสงแล้ว แต่การรวมกันของความต้องการพลังงานต่ำกับการเชื่อมต่อไฟเบอร์
ทำให้อุปกรณ์นี้สามารถติดตั้งในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้” Kozák กล่าว “นี่อาจดูเหมือนเป็นความก้าวหน้าทางเทคนิค แต่ลำแสงอิเล็กตรอนที่มอดูเลตเฟสอย่างต่อเนื่องจะเปิดช่องแสงควอนตัมใหม่ทั้งหมดด้วยอิเล็กตรอนอิสระ” การวิจัยได้อธิบายไว้ในธรรมชาติ
วัสดุอย่างรวดเร็ว ครอบคลุมทั้งการทดลองและทฤษฎี วิธีการคัดกรองวัสดุอย่างรวดเร็วมีความซับซ้อนมากขึ้น โดยกลุ่มวิจัยจำนวนมากสามารถฝากและระบุคุณสมบัติของวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่ได้ในองค์ประกอบต่างๆ ในขั้นตอนเดียว สิ่งนี้ทำให้สามารถสร้างไลบรารีคุณสมบัติของวัสดุได้
ในเวลาเพียงเศษเสี้ยวของเวลาที่ต้องใช้ก่อนหน้านี้ งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยผู้เชี่ยวชาญในทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น ซึ่งใช้การคำนวณโดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในการทำนายโครงสร้างวงดนตรี องค์ประกอบข้อบกพร่อง และความเสถียรของสารประกอบใหม่ ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยชี้แนะนักทดลอง เทคโนโลยีเซลล์ในระยะเริ่มต้นกำลังได้รับความสนใจใหม่ ชุมชนการวิจัย MAPI
credit: brave-mukai.com bigfishbaitco.com LibertarianAllianceBlog.com EighthDayIcons.com outletonlinelouisvuitton.com ya-ca.com ejungleblog.com caalblog.com vjuror.com
