Dul chun cinn i ultraivialait mhórteicneolaíocht foinse solais
Le blianta beaga anuas, tá foinsí armónacha ard ultraivialait tarraingthe aird leathan i réimse na dinimic leictreon mar gheall ar a gcomhleanúnachas láidir, a ré cuisle gearr agus fuinneamh ard fótóin, agus baineadh úsáid astu i staidéir speictreach agus íomháithe éagsúla. Le dul chun cinn na teicneolaíochta, seofoinse solaisag forbairt i dtreo minicíocht athrá níos airde, flosc fótóin níos airde, fuinneamh fótóin níos airde agus leithead cuisle níos giorra. Ní hamháin go n-uasmhéadaíonn an dul chun cinn seo réiteach tomhais foinsí solais ultraivialait foircneacha, ach cuireann sé féidearthachtaí nua ar fáil freisin maidir le treochtaí forbartha teicneolaíochta sa todhchaí. Dá bhrí sin, tá tábhacht mhór ag baint leis an staidéar agus an tuiscint dhomhain ar fhoinse solais ultraivialait ardmhinicíochta athrá chun máistreacht a dhéanamh ar theicneolaíocht cheannródaíoch agus é a chur i bhfeidhm.
Le haghaidh tomhais speictreascópachta leictreon ar scálaí ama femtosecond agus attosecond, is minic nach leor líon na n-imeachtaí a thomhaistear i léas amháin, rud a fhágann nach leor foinsí solais ísealmhinicíochta chun staitisticí iontaofa a fháil. Ag an am céanna, laghdóidh an fhoinse solais le flosc fótóin íseal an cóimheas comhartha-go-torann ar íomháú micreascópach le linn an ama nochta teoranta. Trí thaiscéalaíocht agus turgnaimh leanúnacha, tá go leor feabhsuithe déanta ag taighdeoirí maidir le leas iomlán a bhaint as toradh agus dearadh tarchurtha solas ultraivialait ardmhinicíochta athrá. Baineadh úsáid as an ardteicneolaíocht anailíse speictreach in éineacht leis an bhfoinse solais ultraivialait foircneach ard-minicíochta athrá, chun tomhas ard-chruinneas struchtúr ábhair agus próiseas dinimiciúil leictreonach a bhaint amach.
Teastaíonn léas solais ultraivialait foircneacha chun an sampla a shoilsiú le haghaidh feidhmeanna foircneacha solais ultraivialait, amhail tomhais leictreon-speictreascópacht réitithe uilleach (ARPES). Tá na leictreoin ar dhromchla an tsampla ar bís go dtí an staid leanúnach ag an solas ultraivialait mhór, agus tá an fuinneamh cinéiteach agus Uillinn astaithe na bhfótaleictreon faisnéis struchtúr banna an tsampla. Faigheann an anailísí leictreon le feidhm réitigh Uillinn na fótaileictreoin radaithe agus faigheann sé an struchtúr banna in aice le banna valence an tsampla. Maidir le minicíocht athrá íseal foinse solais ultraivialait mhór, toisc go bhfuil líon mór fótón ina chuisle aonair, spreagfaidh sé líon mór fótaileictreon ar dhromchla an tsampla i mbeagán ama, agus cuirfidh idirghníomhaíocht Coulomb leathnú tromchúiseach ar an dáileadh. d'fhuinneamh cinéiteach fótaleictreon, ar a dtugtar an éifeacht luchta spáis. D'fhonn tionchar an éifeacht luchtaithe spáis a laghdú, is gá na fótaileictreon atá i ngach cuisle a laghdú agus an flosc fótóin leanúnach á chothabháil, agus mar sin is gá anléasairle minicíocht ard athrá chun an foinse solais ultraivialait mhór a tháirgeadh le minicíocht ard athrá.
Fíoraíonn teicneolaíocht cuas feabhsaithe athshondais giniúint armónach ard-ord ag minicíocht athrá MHz
D'fhonn foinse solais ultraivialait mhór a fháil le ráta athrá suas le 60 MHz, rinne foireann Jones ag Ollscoil British Columbia sa Ríocht Aontaithe giniúint armónach ard-ord i gcuas feabhsaithe athshondais femtosecond (fsEC) chun céim phraiticiúil a bhaint amach. foinse solais ultraivialait mhór agus chuir sé i bhfeidhm é ar thurgnaimh speictreascópachta leictreoin réitithe uilleach (Tr-ARPES) a réitíodh ó thaobh ama. Tá an fhoinse solais in ann flosc fótóin de níos mó ná 1011 uimhir fhótóin in aghaidh an tsoicind a sheachadadh le armónach amháin ag ráta athrá 60 MHz sa raon fuinnimh de 8 go 40 eV. Bhain siad úsáid as córas léasair snáithín ytterbium-dhópáilte mar fhoinse síolta le haghaidh fsEC, agus rialaigh siad tréithe cuisle trí dhearadh córais léasair saincheaptha chun torann minicíocht fhritháireamh clúdaigh iompróra (fCEO) a íoslaghdú agus dea-thréithe comhbhrú cuisle a choinneáil ag deireadh an tslabhra amplifier. Chun feabhas cobhsaí athshondais a bhaint amach laistigh den fsEC, úsáideann siad trí lúb rialaithe servo le haghaidh rialú aiseolais, rud a fhágann go bhfuil cobhsú gníomhach ag dhá chéim saoirse: meaitseálann an t-am turais bhabhta den rothaíocht pulse laistigh den fsEC an tréimhse cuisle léasair, agus an t-athrú céime. an iompróra réimse leictrigh maidir leis an gclúdach bíog (ie, céim an chlúdaigh iompróra, ϕCEO).
Trí ghás crioptóin a úsáid mar ghás oibre, bhain an fhoireann taighde amach giniúint armónach ard-ord i fsEC. Rinne siad tomhais Tr-ARPES ar graifít agus breathnaíodh teirmeachú tapa agus athmheascadh mall ina dhiaidh sin ar dhaonraí leictreoin neamhtheirmeacha, chomh maith le dinimic na stát neamhtheirmeach atá corraithe go díreach gar do leibhéal Fermi os cionn 0.6 eV. Soláthraíonn an fhoinse solais seo uirlis thábhachtach chun staidéar a dhéanamh ar struchtúr leictreonach ábhar casta. Mar sin féin, tá ceanglais an-ard ag giniúint harmonics ard-ord i fsEC maidir le frithchaiteacht, cúiteamh scaipthe, coigeartú fíneáil ar fhad cuas agus glasáil sioncrónaithe, rud a chuirfidh isteach go mór ar iolrachas feabhsaithe na cuas feabhsaithe athshondais. Ag an am céanna, is dúshlán é freagra céim neamhlíneach an plasma ag pointe fócasach na cuas freisin. Dá bhrí sin, faoi láthair, níl an cineál foinse solais seo tar éis éirí mar phríomhshrutha ultraivialait mhórfoinse solais armónach ard.
Am postála: Aibreán-29-2024