Pêşketinên di tîrêjên ultraviyole yên dijwar deteknolojiya çavkaniya ronahiyê
Di salên dawî de, çavkaniyên harmonîk ên bilind ên ultraviyole yên ekstrem ji ber hevgirtina xwe ya xurt, dema pulsa kurt û enerjiya fotonê ya bilind di warê dînamîkên elektronan de bala berfireh kişandine û di gelek lêkolînên spektral û wênekirinê de hatine bikar anîn. Bi pêşketina teknolojiyê re, evçavkaniya ronahiyêber bi frekanseke dubarekirina bilindtir, herikîna fotonê ya bilindtir, enerjiya fotonê ya bilindtir û firehiya pulsê ya kurttir ve pêş dikeve. Ev pêşketin ne tenê çareseriya pîvandina çavkaniyên ronahiya ultraviyole ya ekstrem çêtir dike, lê di heman demê de ji bo trendên pêşkeftina teknolojîk ên pêşerojê jî derfetên nû peyda dike. Ji ber vê yekê, lêkolîna kûr û têgihîştina çavkaniya ronahiya ultraviyole ya ekstrem a frekanseke dubarekirina bilind ji bo serwerî û sepandina teknolojiya pêşkeftî pir girîng e.
Ji bo pîvandinên spektroskopiya elektronê li ser pîvanên demê yên femtoçirke û attoçirke, hejmara bûyerên ku di tîrêjek yekane de têne pîvandin pir caran têrê nake, û çavkaniyên ronahiyê yên refrekansa nizm ji bo bidestxistina statîstîkên pêbawer têrê nake. Di heman demê de, çavkaniya ronahiyê bi herikîna fotonê ya nizm dê rêjeya sînyala-deng a wênekirina mîkroskopîk di dema eşkerekirina sînorkirî de kêm bike. Bi rêya lêgerîn û ceribandinên domdar, lêkolîneran di sêwirana optîmîzasyona berdêl û veguheztina ronahiya ultraviyole ya ekstrem a frekansa dubarebûna bilind de gelek pêşketin çêkirine. Teknolojiya analîza spektral a pêşkeftî bi çavkaniya ronahiya ultraviyole ya ekstrem a frekansa dubarebûna bilind re hatiye bikar anîn da ku pîvandina rastbûna bilind a avahiya materyalê û pêvajoya dînamîk a elektronîkî bi dest bixe.
Serlêdanên çavkaniyên ronahiya ultraviyole ya tund, wek pîvandinên spektroskopiya elektronê ya çareserkirî ya goşeyî (ARPES), ji bo ronîkirina nimûneyê tîrêjek ronahiya ultraviyole ya tund hewce dike. Elektronên li ser rûyê nimûneyê ji hêla ronahiya ultraviyole ya tund ve têne çalak kirin bo rewşa domdar, û enerjiya kînetîk û Goşeya emîsyonê ya fotoelektronan agahdariya avahiya bendê ya nimûneyê dihewîne. Analîzkera elektronê bi fonksiyona çareseriya Goşeyê fotoelektronên tîrêjkirî distîne û avahiya bendê ya nêzîkî benda valansê ya nimûneyê bi dest dixe. Ji bo çavkaniya ronahiya ultraviyole ya tund a frekansa dubarekirina nizm, ji ber ku pulsa wê ya yekane hejmareke mezin ji fotonan dihewîne, ew ê di demek kurt de hejmareke mezin ji fotoelektronan li ser rûyê nimûneyê çalak bike, û têkiliya Coulomb dê bibe sedema firehbûnek cidî ya belavkirina enerjiya kînetîk a fotoelektronê, ku jê re bandora barkirina fezayê tê gotin. Ji bo kêmkirina bandora barkirina fezayê, pêdivî ye ku fotoelektronên ku di her pulsê de hene kêm bikin dema ku herikîna fotonê ya sabît biparêzin, ji ber vê yekê pêdivî ye ku were ajotin.lazerbi frekansa dubarekirina bilind ji bo hilberandina çavkaniya ronahiya ultraviyole ya ekstrem bi frekansa dubarekirina bilind.
Teknolojiya valahiyê ya bi rezonansa pêşkeftî, çêkirina harmonîkên rêza bilind li frekansa dubarekirina MHz pêk tîne.
Ji bo bidestxistina çavkaniyek ronahiya ultraviyole ya ekstrem bi rêjeya dubarekirinê heta 60 MHz, tîma Jones li Zanîngeha British Columbia li Keyaniya Yekbûyî çêkirina harmonîka rêza bilind di valahiyek zêdekirina rezonansa femtoçirkeyan (fsEC) de pêk anî da ku çavkaniyek ronahiya ultraviyole ya ekstrem a pratîkî bi dest bixe û wê li ceribandinên spektroskopiya elektronê ya goşeyî ya çareserkirî ya dem-çareserkirî (Tr-ARPES) bicîh anî. Çavkaniya ronahiyê dikare herikîna fotonê ya ji 1011 hejmarên fotonê zêdetir di çirkeyekê de bi yek harmonîk bi rêjeya dubarekirinê ya 60 MHz di rêza enerjiyê ya 8 heta 40 eV de radest bike. Wan pergalek lazerê ya fîberê ya bi ytterbium dopîngkirî wekî çavkaniyek tov ji bo fsEC bikar anî, û taybetmendiyên pulsê bi rêya sêwirana pergala lazerê ya xwerû kontrol kirin da ku dengê frekansa veqetandina zarfê hilgirê (fCEO) kêm bikin û taybetmendiyên baş ên pêçandina pulsê li dawiya zincîra amplîfîkatorê biparêzin. Ji bo bidestxistina zêdekirina rezonansa stabîl di nav fsEC de, ew sê lûpên kontrola servo ji bo kontrola paşvegerê bikar tînin, ku di encamê de di du pileyên azadiyê de îstîqrara çalak çêdibe: dema gera dorveger a çerxa pulsê di nav fsEC de bi dewra pulsa lazerê re li hev dike, û guheztina qonaxa hilgirê qada elektrîkê li gorî zarfa pulsê (ango, qonaxa zarfa hilgir, ϕCEO).
Bi karanîna gaza krîptonê wekî gaza xebatê, tîma lêkolînê di fsEC de çêkirina harmonîkên rêza bilind bi dest xist. Wan pîvandinên Tr-ARPES yên grafîtê pêk anîn û germbûna bilez û paşê ji nû ve kombînasyona hêdî ya nifûsa elektronên ne-termalî-ajotinkirî, û her weha dînamîkên rewşên rasterast ên ne-termalî-ajotinkirî yên nêzîkî asta Fermi ya li jor 0.6 eV çavdêrî kirin. Ev çavkaniya ronahiyê amûrek girîng peyda dike ji bo lêkolîna avahiya elektronîkî ya materyalên tevlihev. Lêbelê, çêkirina harmonîkên rêza bilind di fsEC de hewcedariyên pir zêde ji bo refleksîvîteyê, tezmînata belavbûnê, verastkirina baş a dirêjahiya valahiyê û kilîtkirina senkronîzasyonê hene, ku dê bandorek mezin li ser pirjimara zêdekirina valahiya bi rezonansê-zêdekirî bike. Di heman demê de, bersiva qonaxa ne-xêzik a plazmayê li xala navendî ya valahiyê jî dijwar e. Ji ber vê yekê, niha, ev celeb çavkaniya ronahiyê nebûye ultraviyole ya ekstrem a sereke.çavkaniya ronahiya harmonîk a bilind.
Dema weşandinê: 29ê Nîsanê-2024