Jókora előrelépést értek el magyar szakemberek a fémekben látható, úgynevezett forró elektronok tulajdonságainak vizsgálatában. Eredményeiket a következő években olyan jelentős területeken használhatják fel, mint a napelemek és nanoméretű áramkörök fejlesztése, amellett különféle szenzorok érzékenységének javítása.
Fémeket fénnyel megvilágítva nagy energiájú elektronok jöhetnek létre, ezeket nevezik forró elektronoknak. Ezek az elektronok többletenergiájuk révén jó néhány tartományban hasznosíthatók, akárcsak kémiai reakciók katalizálásában, napelemek hatékonyabbá tételében, szenzorok érzékenységének növelésében, vagy akár nanoméretű áramkörök fejlesztésében – olvasható a Wigner Fizikai Kutatóközpont közleményében.
Lézer hozzájárulásával leplezték le a forró elektronokat magyar szakemberek
A forró elektronokat ellenben roppant módon nehéz kísérletileg vizsgálni, mivel az ilyen elektronok a fénynyaláb beérkezése után is a fémben maradnak. A jövőbeli alkalmazásokhoz ellenben meghatározó tudni, hogy mekkora többletenergiával rendelkeznek és azt is, hogy hol helyezkednek el az anyagon belül.
Az ELI Lézerközpont, a Wigner Fizikai Kutatóközpont, a Szegedi Tudományegyetem és az Energiatudományi Kutatóközpont munkatársai ezekre a kérdésekre adnak választ a Nature kiadó Nature Communications című folyóiratában november 5-én megjelent cikkükben.
A tudósok egy radikálisan új és az összes régebbinél nagyobb érzékenységgel rendelkezik megközelítést fejlesztettek ki a forró elektronok vizsgálatára. Kísérleteikben egy vékony, nanométeres aranyréteg során vizsgálták a mintára bocsátott fény visszaverődési tulajdonságait, míg lézerfénnyel forró elektronokat hoztak létre.
A visszaverődési tulajdonságokban bekövetkező változásokat elemezve azt találták, hogy összhangban az elméleti várakozással, ezek az elektronok a felülethez közel, annak mindössze hozzávetőlegesen 4 nanométeres mélységében jelennek meg. Az elektronok többletenergiájának elemzése arra is választ adott, hogy a forró elektronok milyen lépések esetén jelennek meg a vizsgált anyagi rendszerben. Ezek az eredmények rendkívüli fontosságúak lesznek az ilyen elektronokon alapuló mérőeszközök vagy napelemek fejlesztése szempontjából – írták.
mti