Valoemissio ilman teoriaa

Northeastern Universityn tutkijat kansainvälisine kumppaneineen ovat tehneet löydön, joka kyseenalaistaa sen mitä tiedämme fotoemission toiminnasta.

Tämä luo pohjaa uudelle ymmärrykselle valon vuorovaikutuksesta materiaalien kanssa sillä tutkijat havaitsivat strontiumtitanaatin, osoittavan epätavallisia fotoemission ominaisuuksia.

Kokeellisesti tutkijat käyttivät strontiumtitanaattia valokatodina tai muokattuna pintana, joka voi muuntaa valon elektroneiksi valosähköisen vaikutuksen kautta.

Valokatodeja käytetään myös valoilmaisimissa tai sensorilaitteissa, kuten valomonistimissa; niitä käytetään myös infrapunakiikareissa, viivakameroissa, kuvanvahvistimissa ja kuvanmuuntimissa.

Strontiumtitanaatti on historiallisesti jäänyt huomiotta mahdollisena fotokatodiehdokas, sanoo yliopiston ansioitunut fysiikan professori Arun Bansil.

Käyttämällä useita fotonienergioita 10 elektronivoltin alueella, tutkijat pystyivät tuottamaan "erittäin intensiivisen koherentin sekundaarisen fotoemission", joka oli voimakkaampi kuin mikään aiemmin, Bansil sanoo.

"Tämä on iso juttu, koska olemassa olevassa fotoemission ymmärryksessämme ei ole mekanismia, joka voisi tuottaa tällaisen vaikutuksen", Bansil sanoo. "Toisin sanoen meillä ei ole tällä hetkellä mitään teoriaa tälle, joten se on siinä mielessä ihmeellinen läpimurto."

"Kun virität elektroneja, osa näistä elektroneista todella tulee ulos kiinteästä aineesta", Bansil sanoo. "Primäärielektroneilla tarkoitetaan niitä, jotka eivät ole sironneet, kun taas toissijaiset elektronit tarkoittavat, että ne ovat kohdanneet törmäyksiä ennen kuin ne ovat tulleet ulos kiinteästä aineesta."

Tutkijaryhmä, johon kuului tutkijoita Westlaken yliopistosta Kiinasta, Lappeenranta-Lahden teknillisestä yliopistosta (LUT) ja Northeasternistä, sanoi, että tällainen tulos viittaa "taustalla oleviin uusiin prosesseihin", jotka ovat vielä ymmärrettävä.

Bansil sanoo, että tulokset kumoavat sen, mitä tutkijat luulivat tietävänsä fotoemission prosessista, mikä avaa oven uusille sovelluksille eri aloilla, jotka valjastaisivat näiden kehittyneiden kvanttimateriaalien voiman.

"Luulimme kaikki ymmärtävämme tähän liittyvän perusfysiikan siihen pisteeseen, jossa sovellusten kehittäminen tapahtuu tietyn teorian ja ajattelun paradigman mukaisesti", Bansil sanoo. "Kuten luonto usein tekee, tässä paperissa heitetään kiertopallo tähän kaikkeen."

Tutkimuksen mukaan SrTiO3 esittelee ensimmäisen esimerkin täysin uudesta fotokatodisten kvanttimateriaalien luokasta, joka avaa uusia näkymiä sovelluksille, jotka vaativat voimakkaita koherentteja elektronisäteitä ilman monokromaattista viritystä, elektronisuodatusta tai säteen kiihdytystä.

Aiheesta aiemmin: