ភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិទ្យាប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង

ជឿនលឿនក្នុង ultraviolet ខ្លាំងបច្ចេកវិទ្យាប្រភពពន្លឺ

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ប្រភពអាម៉ូនិកខ្ពស់ជ្រុលជ្រុលបានទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យឌីណាមិកអេឡិចត្រុង ដោយសារតែភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាខ្លាំងរបស់ពួកគេ រយៈពេលជីពចរខ្លី និងថាមពលហ្វូតុនខ្ពស់ ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការសិក្សាអំពីវិសាលគម និងរូបភាពផ្សេងៗ។ ជាមួយនឹងភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិទ្យានេះ។ប្រភពពន្លឺកំពុងអភិវឌ្ឍឆ្ពោះទៅរកប្រេកង់ពាក្យដដែលៗខ្ពស់ លំហូរ photon ខ្ពស់ ថាមពល photon ខ្ពស់ និងទទឹងជីពចរខ្លី។ ភាពជឿនលឿននេះមិនត្រឹមតែធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណោះស្រាយរង្វាស់នៃប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងផ្តល់នូវលទ្ធភាពថ្មីសម្រាប់និន្នាការនៃការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យានាពេលអនាគតផងដែរ។ ដូច្នេះ ការសិក្សាស៊ីជម្រៅ និងការយល់ដឹងអំពីប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេជ្រុលដែលមានប្រេកង់ដដែលៗខ្ពស់ មានសារសំខាន់ណាស់សម្រាប់ការគ្រប់គ្រង និងអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាទំនើប។

សម្រាប់ការវាស់វែងអេឡិចត្រុង spectroscopy នៅលើមាត្រដ្ឋានពេលវេលា femtosecond និង attosecond ចំនួននៃព្រឹត្តិការណ៍ដែលបានវាស់នៅក្នុងធ្នឹមតែមួយ ច្រើនតែមិនគ្រប់គ្រាន់ ដែលធ្វើឱ្យប្រភពពន្លឺដែលមានប្រេកង់ទាបមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទទួលបានស្ថិតិដែលអាចទុកចិត្តបាន។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ប្រភពពន្លឺដែលមានលំហូរពន្លឺតិចនឹងកាត់បន្ថយសមាមាត្រសញ្ញាទៅសំឡេងនៃការថតរូបភាពមីក្រូទស្សន៍ក្នុងអំឡុងពេលមានកំណត់។ តាមរយៈការរុករក និងការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើឱ្យមានភាពប្រសើរឡើងជាច្រើនក្នុងការរចនាបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទិន្នផល និងការរចនាការបញ្ជូននៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេតដែលមានប្រេកង់ដដែលៗខ្ពស់។ បច្ចេកវិជ្ជាវិភាគវិសាលគមជឿនលឿន រួមផ្សំជាមួយប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេជ្រុលដែលមានប្រេកង់ដដែលៗខ្ពស់ ត្រូវបានប្រើដើម្បីសម្រេចបាននូវការវាស់វែងភាពជាក់លាក់ខ្ពស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈ និងដំណើរការថាមវន្តអេឡិចត្រូនិក។

ការប្រើប្រាស់ប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង ដូចជាការវាស់វែងអេឡិចត្រុង spectroscopy (ARPES) ដែលដោះស្រាយដោយមុំ ត្រូវការពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង ដើម្បីបំភ្លឺគំរូ។ អេឡិចត្រុងនៅលើផ្ទៃនៃគំរូត្រូវបានរំជើបរំជួលទៅនឹងស្ថានភាពបន្តដោយពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង ហើយថាមពល kinetic និងការបំភាយមុំនៃ photoelectrons មានព័ត៌មានរចនាសម្ព័ន្ធក្រុមនៃគំរូ។ ឧបករណ៍វិភាគអេឡិចត្រុងដែលមានមុខងារដោះស្រាយមុំ ទទួលកាំរស្មីអេឡិចត្រុង និងទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធក្រុមតន្រ្តីនៅជិត valence band នៃគំរូ។ សម្រាប់ប្រេកង់ពាក្យដដែលៗទាប ប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង ដោយសារតែជីពចរតែមួយរបស់វាផ្ទុកនូវចំនួនហ្វូតូនដ៏ច្រើន វានឹងរំភើបនូវ photoelectrons មួយចំនួនធំលើផ្ទៃគំរូក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី ហើយអន្តរកម្ម Coulomb នឹងនាំមកនូវការពង្រីកយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរនៃការចែកចាយ។ នៃថាមពល photoelectron kinetic ដែលត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពលនៃបន្ទុកអវកាស។ ដើម្បីកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលនៃឥទ្ធិពលនៃបន្ទុកអវកាស ចាំបាច់ត្រូវកាត់បន្ថយ photoelectrons ដែលមាននៅក្នុងជីពចរនីមួយៗ ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវលំហូរ photon ថេរ ដូច្នេះវាចាំបាច់ក្នុងការជំរុញឡាស៊ែរជាមួយនឹងប្រេកង់ពាក្យដដែលៗខ្ពស់ដើម្បីបង្កើតប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំងជាមួយនឹងប្រេកង់ពាក្យដដែលៗខ្ពស់។

បច្ចេកវិទ្យាបែហោងធ្មែញដែលប្រសើរឡើង Resonance ដឹងពីការបង្កើតអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់នៅប្រេកង់ពាក្យដដែលៗ MHz
ដើម្បីទទួលបានប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំងជាមួយនឹងអត្រាដដែលៗរហូតដល់ 60 MHz ក្រុម Jones នៅសាកលវិទ្យាល័យ British Columbia ក្នុងចក្រភពអង់គ្លេសបានអនុវត្តការបង្កើតអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់នៅក្នុងបែហោងធ្មែញបង្កើនសំឡេងឡើងវិញ femtosecond (fsEC) ដើម្បីសម្រេចបាននូវការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ ប្រភពពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង ហើយបានអនុវត្តវាទៅការពិសោធន៍អេឡិចត្រុង spectroscopy (Tr-ARPES) ដែលត្រូវបានដោះស្រាយតាមពេលវេលា។ ប្រភពពន្លឺអាចផ្តល់លំហូរនៃចំនួន photon លើសពី 1011 ចំនួន photon ក្នុងមួយវិនាទី ជាមួយនឹងអាម៉ូនិកតែមួយក្នុងអត្រាដដែលៗនៃ 60 MHz ក្នុងចន្លោះថាមពលពី 8 ទៅ 40 eV ។ ពួកគេបានប្រើប្រព័ន្ធឡាស៊ែរជាតិសរសៃ ytterbium-doped ជាប្រភពគ្រាប់ពូជសម្រាប់ fsEC និងបានគ្រប់គ្រងលក្ខណៈជីពចរតាមរយៈការរចនាប្រព័ន្ធឡាស៊ែរតាមតម្រូវការ ដើម្បីកាត់បន្ថយសំលេងរំខាននៃប្រេកង់អុហ្វសិតស្រោមសំបុត្រ (fCEO) និងរក្សាលក្ខណៈនៃការបង្ហាប់ជីពចរបានល្អនៅចុងបញ្ចប់នៃខ្សែសង្វាក់ amplifier ។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពប្រសើរឡើងនៃស្ថេរភាពនៅក្នុង fsEC ពួកគេប្រើរង្វិលជុំត្រួតពិនិត្យ servo ចំនួនបីសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងមតិត្រឡប់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានស្ថេរភាពសកម្មនៅកម្រិតពីរនៃសេរីភាព៖ ពេលវេលាធ្វើដំណើរជុំនៃជីពចរក្នុង fsEC ត្រូវនឹងរយៈពេលជីពចរឡាស៊ែរ និងការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល។ នៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនវាលអគ្គីសនីទាក់ទងនឹងស្រោមសំបុត្រជីពចរ (ឧទាហរណ៍ ដំណាក់កាលស្រោមសំបុត្រក្រុមហ៊ុនបញ្ជូន ϕCEO) ។

ដោយប្រើឧស្ម័ន krypton ជាឧស្ម័នដំណើរការ ក្រុមស្រាវជ្រាវសម្រេចបាននូវការបង្កើតអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់នៅក្នុង fsEC ។ ពួកគេបានធ្វើការវាស់វែង Tr-ARPES នៃក្រាហ្វិច និងបានសង្កេតមើលការឡើងកំដៅយ៉ាងលឿន និងការបញ្ចូលគ្នាយឺតជាបន្តបន្ទាប់នៃចំនួនប្រជាជនអេឡិចត្រុងដែលមិនមានកម្ដៅ ក៏ដូចជាសក្ដានុពលនៃរដ្ឋរំភើបដោយផ្ទាល់ដែលមិនមានកម្ដៅនៅជិតកម្រិត Fermi ខាងលើ 0.6 eV។ ប្រភពពន្លឺនេះផ្តល់នូវឧបករណ៍សំខាន់សម្រាប់សិក្សារចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃវត្ថុធាតុស្មុគ្រស្មាញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជំនាន់នៃអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់នៅក្នុង fsEC មានតម្រូវការខ្ពស់ណាស់សម្រាប់ការឆ្លុះបញ្ចាំង សំណងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ ការកែតម្រូវប្រវែងបែហោងធ្មែញ និងការចាក់សោសមកាលកម្ម ដែលនឹងជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដល់ការពង្រឹងពហុមុខងារនៃបែហោងធ្មែញដែលបង្កើនសម្លេងឡើងវិញ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ការឆ្លើយតបដំណាក់កាល nonlinear នៃប្លាស្មានៅចំណុចប្រសព្វនៃបែហោងធ្មែញក៏ជាបញ្ហាប្រឈមផងដែរ។ ដូច្នេះ​ហើយ​នៅ​ពេល​បច្ចុប្បន្ន​នេះ ប្រភព​ពន្លឺ​ប្រភេទ​នេះ​មិន​បាន​ក្លាយ​ទៅ​ជា​ចរន្ត​ជ្រុល​ជ្រុល​ទេ។ប្រភពពន្លឺអាម៉ូនិកខ្ពស់។.