Araştırma ekibi daha verimli foto katotlar geliştiriyor
Fotokatotlar aydınlatıldıklarında elektron yayarlar ve parçacık hızlandırıcıların hayati bir bileşenidirler. Ancak foto katotların potansiyeli, kristalin özellikleriyle sınırlıdır. Yani, bir takım kadar ABD Ulusal Bilim Vakfı– burslu araştırmacılar Cornell ÜniversitesiBright Beams Merkezi, yüksek verimliliğe sahip bir foto katot geliştirmek için yola çıktı.
Ekip, geleneksel foto katotlardan 10 kata kadar daha yüksek verimliliğe sahip tek kristalli bir alkali antimonit foto katot yarattı.
Alkali antimonit malzemelerden yapılan foto katotlar, zayıf kristal yapı nedeniyle tam kapasiteye ulaşamıyor, bilim adamları bunun yüzey pürüzlülüğüne, yayılan ışın kalitesinin ve hızlandırıcı performansının bozulmasına neden olduğunu buldular.
Yeni foto katotlardaki içerikler, mevcut foto katotlarla aynı atomik bileşenleri içerirken, ekip malzemeleri yalnızca 4 nanometre kalınlığında tek bir kristal olarak büyüttü – mevcut malzemelerden neredeyse 10 kat daha ince ve 10 kat daha hızlı yanıt oranıyla.
Yazar Jared Maxson, “Bu elektron kaynağı malzemeler Einstein’ın günlerinden beri kullanılmaktadır” dedi. ders çalışma. “Nobel Ödüllü çalışması, bu kaynakların kullandığı fotoelektrik etkiyi anlatıyor. Son derece verimliler ve çok sayıda elektron üretiyorlar, ancak atomik düzeyde tamamen düzensizler, bu da performanslarını sınırladığını biliyoruz.”
Ekip, fotokatot yüzeyini artırmak ve elektronların sırasını korumak için, bir silisyum karbür substratı üzerine tek kristalli 4 nanometre kalınlığında bir sezyum antimonit tabakası biriktirmek için özel bir sistem kullandı.
Araştırmacılar, yeni fotokatod teknolojisinin bir uygulamasının, malzeme karakterizasyonu için benzeri görülmemiş uzamsal ve zamansal çözünürlüğe sahip ultra hızlı elektron kırınım sistemlerinin geliştirilmesi olduğuna inanıyor.
Maxson, “Keşfedilmekte olan yeni malzemelerin çoğu yalnızca tek mikron ölçeğinde yapılabilir” dedi. “Bu malzemeleri zamanla çözülmüş elektron kırınımı ile görüntüleme yeteneğinin kilidini açmak için ışınımızı küçük bir uzamsal ölçeğe sıkıştırıyoruz.”