Forskerne Kan Se Elektroner Kjøle seg Ned i 30 Quadrillionths av et Sekund

Scientists Can Watch Electrons Cool Down in 30 Quadrillionths of a Second

Hvor fort kan termometeret slipp? Hvis du er en fysiker bevæpnet med en grafén sandwich, det kan være så rask som 30 quadrillionths av sekunder, i hvert fall hvis du studerer elektroner.

En ny studie fra forskere ved MIT, University of California, Riverside, og Barcelona Institute of Science and Technology, undersøker hvordan ultra-raske teknikker kan brukes til å måle temperaturen endring av elektroner i grafén. I materialet, samt andre halvledere, elektroner kan være raskt varmes opp av fotoner som treffer dem, men raskt kjøle seg ned ved å dele den varme med nærliggende elektroner som de kolliderer med hverandre. Denne prosessen kan være over i mindre enn 1 trillionth av et sekund.

Nå, team har skapt en ny eksperimentelle oppsett for å måle temperaturen. For å gjøre det, har de bygget en sandwich som bruker to ark av grafén til surround flere lag av isolerende boron nitride—som vist i bildet over. Her elektronene har to alternativer når de er oppvarmet av lys i det øverste laget av grafén: sprette rundt og traff hverandre i det laget, eller overføre ned gjennom boron nitride.

Ved tilpasning i forhold til set-up, som intensiteten av lyset som er brukt, og spenningen over sandwich, team fant at de kunne påvirke hvilken vei elektroner tok. Ved å måle deres forplantning gjennom sandwich, team kunne se elektroner kjølig i perioder så lite som 30 quadrillionths av et sekund. Forskningen er publisert i Nature.

Faktisk, har teamet endte opp med å lage en ny type ultra-tynn photodetector. Sandwich, som består av bare flere atom-tykke lag av karbon og boron nitride, måler bare 10 nanometer topp-til-bunn, noe som gjør det til en ekstremt liten og effektiv måte å måle tilstedeværelse av lys. Det kunne gå på for å bli brukt i nye typer miniatyr integrerte kretser.

Sponset

[Arten via PhysOrg]


Date:

by