Nanoscale Electron Movement Analysis Using Advanced Light Pulses

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Analisis pergerakan elektron skala nano menggunakan pulsa cahaya tingkat lanjut

oleh Robert Schreiber

Oldenburg, Jerman (SPX) 10 Januari 2024

Para peneliti dari Swedia dan Jerman, termasuk Dr. Jan Vogelsang dari Universitas Oldenburg, telah membuat kemajuan signifikan dalam studi dinamika elektron ultracepat. Pekerjaan mereka, yang melacak pergerakan elektron pada permukaan kristal seng oksida dengan resolusi spasial dan temporal yang belum pernah terjadi sebelumnya, menandai kemajuan penting di bidang ini.

Investigasi ini, bagian dari domain dinamika elektron ultracepat yang berkembang pesat, menggunakan pulsa laser untuk mengamati pergerakan elektron dalam bahan nano. Eksperimen tim, yang dirinci dalam jurnal sains Advanced Physics Research, menunjukkan potensi pendekatan mereka dalam memahami perilaku elektron dalam aplikasi mulai dari bahan nano hingga teknologi sel surya baru.

Inti dari kesuksesan mereka adalah kombinasi inovatif mikroskop elektron fotoemisi (PEEM) dan teknologi fisika attodetik. PEEM, sebuah teknik yang digunakan untuk memeriksa permukaan material, dipasangkan dengan pulsa cahaya berdurasi sangat pendek, mirip dengan penggunaan flash berkecepatan tinggi dalam fotografi, untuk merangsang dan selanjutnya melacak elektron. “Prosesnya seperti kilat yang menangkap gerakan cepat dalam fotografi,” jelas Dr. Vogelsang.

Salah satu tantangan utama dalam bidang ini adalah mencapai ketepatan waktu yang diperlukan untuk mengamati pergerakan elektron yang sangat cepat ini. Elektron, yang jauh lebih kecil dan lebih cepat dibandingkan inti atom, memerlukan teknik pengukuran yang sangat cepat. Integrasi PEEM dengan mikroskop attosecond, tanpa mengorbankan resolusi spasial atau temporal, merupakan pencapaian yang sangat penting. Dr Vogelsang mengungkapkan terobosan tim: “Kami sekarang akhirnya mencapai titik di mana kita dapat menggunakan pulsa attosecond untuk menyelidiki secara rinci interaksi cahaya dan materi pada tingkat atom dan struktur nano.”

Pendekatan eksperimental tim mendapat manfaat besar dari sumber cahaya bertenaga tinggi yang mampu menghasilkan 200,000 kedipan attodetik per detik. Frekuensi ini memungkinkan pelepasan elektron individu dari permukaan kristal, memungkinkan studi perilakunya tanpa terganggu. “Semakin banyak pulsa per detik yang Anda hasilkan, semakin mudah mengekstraksi sinyal pengukuran kecil dari kumpulan data,” Dr. Vogelsang mencatat, menyoroti pentingnya kemampuan teknologi ini.

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Universitas Lund di Swedia, dipimpin oleh Profesor Dr. Anne L’Huillier, seorang fisikawan terkenal dan salah satu dari tiga peraih Nobel bidang fisika dari tahun sebelumnya. Laboratorium Universitas Lund adalah salah satu dari sedikit laboratorium di dunia yang dilengkapi peralatan untuk eksperimen canggih semacam itu.

Dr Vogelsang, yang sebelumnya bekerja sebagai peneliti postdoctoral di Lund University, saat ini sedang mendirikan laboratorium serupa di University of Oldenburg. Kolaborasi antara kedua institusi ini akan terus berlanjut, dengan rencana untuk mengeksplorasi perilaku elektron dalam berbagai material dan struktur nano.

Sejak tahun 2022, Dr. Vogelsang telah memimpin kelompok penelitian Mikroskop Attosecond di Universitas Oldenburg, didukung oleh Program Emmy Noether dari German Research Foundation. Inisiatif ini mencerminkan komitmen Jerman untuk mendorong penelitian ilmiah mutakhir.

Laporan penelitian:Mikroskop elektron fotoemisi dengan resolusi waktu pada permukaan ZnO menggunakan pasangan pulsa attodetik ultraviolet ekstrim

Link Terkait

Universitas Oldenburg

Kimia Bintang, Alam Semesta Dan Semua Di Dalamnya