پژوهشگران دانشگاه تگزاس در آرلینگتون روش جدیدی ارائه کرده‌اند که می‌تواند خواص بالاترین لایه اتمی مواد را، بدون در نظر گرفتن اطلاعات لایه‌های زیرین، اندازه‌گیری کند.
امکان مطالعه لایه سطحی مواد، بدون در نظر گرفتن اطلاعات لایه زیرین!
محققان آزمایشگاه پوزیترون در دپارتمان فیزیک دانشگاه تگزاس از فرآیندی به نام چسبندگی پوزیترون با واسطه مارپیچ (AMPS) برای توسعه یک ابزار طیف‌سنجی جدید استفاده کردند که برای اندازه‌گیری ویژگی‌های الکترونیکی سطح مواد به صورت انتخابی مناسب است.
مقاله جدیدی که باعنوان (“Photoemission Spectroscopy Using Virtual Photons Emitted by Positron Sticking: A Complementary Probe for Top-Layer Surface Electronic Structures”) در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، جزئیات این روش جدید را شرح می‌دهد.
علاوه بر این، مجله آنلاین Physics یک مقاله Viewpoint با عنوان «طیف‌سنجی که سطح را خراش نمی‌دهد» منتشر کرده که توضیح می‌دهد چرا این مقاله برای حوزه الکترونیک مهم است. الکس فرچایلد و الکس وایس نویسندگان اصلی این مقاله است.
فرآیند AMPS، که در آن پوزیترون‌ها (ضد ماده الکترون‌ها) مستقیم به سطوح می‌چسبند، برای اولین بار در سال ۲۰۱۰ در دانشگاه تگزاس مشاهده و معرفی شد.
وایس گفت: «الکس فیرچایلد و وارگز نحوه استفاده از این پدیده را که ما در سال ۲۰۱۰ کشف کردیم برای اندازه‌گیری لایه بالایی و به دست آوردن اطلاعاتی در مورد ساختار الکترونیکی و رفتار الکترون‌ها در لایه بالایی کشف کردند. این قابلیت، ویژگی‌های بسیاری از مواد از جمله رسانایی را تعیین می‌کند و می‌تواند پیامدهای مهمی برای ساخت دستگاه‌ها داشته باشد.»
فرچایلد گفت که فرآیند AMPS منحصر به فرد است زیرا از فوتون‌های مجازی برای اندازه‌گیری بالاترین لایه اتمی استفاده می‌کند.
فیرچایلد گفت: «این روش با روش‌های معمولی مانند طیف‌سنجی انتشار نوری متفاوت است، جایی که یک فوتون به لایه‌های متعددی یک ماده نفوذ می‌کند و بنابراین حاوی اطلاعات ترکیبی لایه‌های سطحی و زیرسطحی است.»
وی افزود: «نتایج AMPS ما نشان داد که چگونه فوتون‌های مجازی ساطع شده با الکترون‌هایی که بیشتر در خلاء بسط می‌یابند تا الکترون‌هایی که بیشتر در محل اتمی قرار دارند، برهمکنش می‌کنند. بنابراین، نتایج ما برای درک چگونگی برهمکنش پوزیترون‌ها با الکترون‌های سطحی ضروری است.»
وایس خاطرنشان کرد که آزمایشگاه پوزیترون دانشگاه تگزاس در حال حاضر تنها مکانی است که می‌توانست این روش را توسعه دهد.
وایس افزود: «در حال حاضر، دانشگاه تگزاس احتمالا تنها آزمایشگاهی در جهان دارد که دارای پرتو پوزیترون است که می‌تواند به انرژی‌های پایین مورد نیاز برای مشاهده این پدیده برسد.»
