சீசியம் ஆண்டிமோனைட்டின் மிக மெல்லிய படலங்கள் மூலம் ஒளிக்கதிர்களை உருவாக்குதல்

கார்னலில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, சீசியம் ஆண்டிமோனைடின் மிக மெல்லிய படலம் ஒன்றை உருவாக்கியுள்ளது, இது மிகவும் திறமையான ஒளி கேதோடாக பயன்படுத்தப்படலாம். இயற்பியல் மறுஆய்வு கடிதங்கள் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழுவானது ஒளிச்சேர்க்கையை உருவாக்குவதற்கான அவர்களின் அணுகுமுறை மற்றும் வழக்கமான ஒளிச்சேர்க்கைகளுடன் ஒப்பிடும்போது அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை விவரிக்கிறது.

ஒளி கேதோடு என்பது ஒளிமின்னழுத்த விளைவு மூலம் ஒளியைக் கண்டறியும் ஒரு சாதனம். இத்தகைய சாதனங்கள் பொதுவாக ஃபோட்டான்களால் தாக்கப்படும் போது எலக்ட்ரான்களை வெளியிடும் ஒரு பொருளால் செய்யப்படுகின்றன. அதிக எண்ணிக்கையிலான துகள்கள் உற்பத்தி செய்யப்படும் போது, ​​அவை கட்டுறா-எலக்ட்ரான் லேசர்கள் அல்லது எலக்ட்ரான் விளிம்பு விளைவில் பயன்படுத்துவதற்காக கற்றைக்குள் சேகரிக்கப்படலாம். தொழில்நுட்பத்தால் விஞ்ஞானிகள் அத்தகைய சாதனங்களின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கான வழிகளைத் தொடர்ந்து தேடி வருகின்றனர் (ஒளி கேத்தோடைத் தாக்கும் ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கையுடன் ஒப்பிடும்போது வெளியிடப்படும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை). ஆண்டிமனி மற்றும் சீசியத்தைப் பயன்படுத்தி புதிய வகையான ஒளிமின்னணுவை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர்.

குழு எபிடாக்சி, ஆன்டிமோனீன் மற்றும் சீசியம் ஆகியவற்றின் முறையைப் பயன்படுத்தியது. இது மிகவும் முழுமையான வடிகட்டுதல் செயல்முறைக்கு உட்பட்டது. மேலும் அவை வெற்றிட அறைக்குள் பதங்கமாக்கப்பட்டன. அங்கு சிலிக்கான்கார்பைடு அடி மூலக்கூறில் ஒடுக்கப்பட்டன. அடி மூலக்கூறுக்கு ஒரே நோக்குநிலையில் உருவாக்கப்பட்ட பொருட்களின் அணு அமைப்புகளுடன் ஒரே நேரத்தில் அணு அடுக்கு மூலம் நடத்தப்பட்டது. அவை குறைபாடுகள் இல்லாதவை என்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றன. இதன் விளைவாக உருவான மிக மெல்லிய படலங்கள் வெறும் 4 nm மெல்லியதாக இருந்தன, மேலும் அவை ஒளி கேடோட்களாக பயன்படுத்தப்படலாம்.

பல்வேறு வகையான நிறமாலைமானி நுட்பங்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான் விளிம்பு விளைவு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி படலத்தைப் பகுப்பாய்வு செய்த பிறகு, படம் குறைபாடு இல்லாதது என்பதையும், அடுக்குகள் அடி மூலக்கூறில் படிந்துள்ளன என்பதையும் உறுதி செய்தனர். முடிவுகளைப் பார்த்த பிறகு, ஆராய்ச்சியாளர்கள்ட தங்கள் படத்தை வழக்கமான படங்களுடன் எவ்வாறு ஒப்பிடுகிறார்கள் என்பதைப் பார்க்கத் தொடங்கினர்.

பச்சை ஒளியை எலக்ட்ரான்களாக மாற்றியபோது, ​​​​அவற்றின் செயல்திறன் 2%-ஐ விட அதிகமாக இருந்தது. மேலும் அவற்றின் செயல்முறை பத்து ஃபெம்டோவிநாடிகள் (10^-15) குறைவாக இருந்தது. வழக்கமான ஒளிச்சேர்க்கையாளர்களை விட கணிசமாக வேகமாக இருந்தது. கணிசமான பிரகாச மேம்பாட்டுடன் புதிய சாதனங்களை உருவாக்க இதே போன்ற ஒளிக்கதிர்கள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் முடிவு செய்கிறார்கள்.

References:

• Parzyck, C. T., Galdi, A., Nangoi, J. K., DeBenedetti, W. J. I., Balajka, J., Faeth, B. D., & Maxson, J. M. (2022). Single-Crystal Alkali Antimonide Photocathodes: High Efficiency in the Ultrathin Limit. Physical Review Letters, 128(11), 114801.
• Wells, S. (2022). Ultrathin Photocathode with High Efficiency. Physics, 15, s31.
• Yusof, Z., Denchfield, A., Warren, M., Cardenas, J., Samuelson, N., Spentzouris, L., & Zasadzinski, J. (2017). Photocathode quantum efficiency of ultrathin Cs 2 Te layers on Nb substrates. Physical Review Accelerators and Beams, 20(12), 123401.
• Bae, J. K., Galdi, A., Cultrera, L., Ikponmwen, F., Maxson, J., & Bazarov, I. (2020). Improved lifetime of a high spin polarization superlattice photocathode. Journal of Applied Physics, 127(12), 124901.
• Cultrera, L., Gulliford, C., Bartnik, A., Lee, H., & Bazarov, I. (2016). Ultra low emittance electron beams from multi-alkali antimonide photocathode operated with infrared light. Applied Physics Letters, 108(13), 134105.