Tarptautinė tyrėjų komanda, kuriai vadovavo Kalifornijos universiteto Deivyje bei Lorenco Berklio nacionalinės laboratorijos specialistai (JAV), prestižiniame žurnale „Nature Materials“ išspausdino darbą, kuris leis mokslininkams kitaip pažvelgti į naujas medžiagas, bandant nustatyti jų sandarą ir elgesį.
Tarptautinė tyrėjų komanda, kuriai vadovavo Kalifornijos universiteto Deivyje bei Lorenco Berklio nacionalinės laboratorijos specialistai (JAV), prestižiniame žurnale „Nature Materials“ išspausdino darbą, kuris leis mokslininkams kitaip pažvelgti į naujas medžiagas, bandant nustatyti jų sandarą ir elgesį.
Sugalvotoji metodika leis tiksliau nagrinėti naujas medžiagų rūšis, kurios tinkamos elektronikai, energijos gavybai, chemijos ir pramonei ir kitoms sritims.
Metodas, vadinamas kampinės skiriamosios gebos fotoemisijos spektroskopija, medžiagų tyrimams naudojamas jau daugiau nei 40 metų. Jis itin patogus nagrinėjant tokias savybes kaip laidumą, superlaidumą arba magnetizmą. Vis dėlto fotemisijos spektroskopija į medžiagos paviršių leidžia įsiskverbti viso labo tiktai apie vieną nanometrą, nes emituoti elektronai yra stipriai veikiami netampriosios sklaidos.
Reikšmingas darbas, kurį atliko minėtųjų institucijų specialistai, naudodami didelio intensyvumo rentgeno spindulių šaltinį, esantį Nacionaliniame Japonijos medžiagų mokslo institute, leidžia mokslininkams kur kas giliau pažvelgti į medžiagos vidų – tai suteikia žymiai daugiau informacijos, be to, sumažėja paviršinių efektų įtaką.
„Dabar galime naudoti energijas, kurių vertės yra kur kas didesnės nei buvo tikėtasi“, – teigia Kalifornijos universiteto Deivyje bei Lorenco Berklio nacionalinės laboratorijos fizikos profesorius Čakas Fedlis (Chuck Fadley).
Naujasis metodas yra paremtas fotoefekto reiškiniu, už kurio atradimą 1905 metais Einšteinui vėliau buvo įteikta fizikos Nobelio premija. Šio reiškinio esmė yra ta, kad kuomet fotonas yra paleidžiamas į medžiagą, jis išmuša iš jos elektroną. Išmatavę išmušto elektrono skriejimo kampą, energiją ir galbūt dar sukinį, tyrėjai gali sužinoti nemažai informacijos apie elektrono judėjimą bei jo ryšį medžiagoje.
Anksčiau buvo naudojamos energijos, kurių vertės siekė nuo maždaug 10 iki 150 elektronvoltų. Japonijos medžiagų mokslo institute Č. Fedlis kartu su kolegomis išbandė net 6 tūkstančius elektronvoltų siekiančias energijas. Tai leido 20 kartų giliau įsiskverbti į medžiagą.
Dėl naujausių pasiekimų elektronų optikos srityje mokslininkų komanda galėjo surinkti tikslią informaciją, naudodama specialiai sukonstruotus spektrometrus – efektyvias elektronų kameras.
Kaip teigia Č. Fedlis, spektrometras yra tarsi segtuko skylutės matmenų kamera. Nėra sudėtinga išgauti ryškų vaizdą, kai įėjimo anga yra paliekam mažytė. Atvėrus diafragmą patenka kur kas daugiau šviesos, tačiau tuomet išgauti aiškų vaizdą tampa kur kas sudėtingiau. Visgi naujausi elektronų optikos pasiekimai – čia reikėtų pabrėžti Švedijos mokslininkų nuopelnus – leidžia detektuoti pakankamą elektronų skaičių, kad būtų galima atlikti eksperimentus.
Pasak Č. Fedlio, keli didelės galios rentgeno spindulių šaltiniai jau veikia arba yra statomi Europoje bei Azijoje, tačiau tokių projektų nėra numatyta JAV teritorijoje. Naujasis metodas galėtų būti pritaikytas tiek fundamentaliesiems, tiek komerciniams naujų medžiagų, tinkančių elektronikai ir kitoms technologijos sritims, tyrimams.
Kaip pažymi profesorius, prieš maždaug 30 metų jis jau buvo iškėlęs mintį apie didelio intensyvumo rentgeno spindulių šaltinio panaudojimą gilesniems medžiagų tyrimams, tačiau tuo metu dar nebuvo sukurti tinkami rentgeno spindulių šaltiniai ir spektrometrai, tad apie galimus eksperimentus kuriam laikui teko pamiršti.
