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Físicos da Universidade do Texas em Arlington desenvolveram uma nova técnica que pode medir as propriedades da camada atômica superior de materiais sem incluir informações das camadas subjacentes.
Pesquisadores do Laboratório de Pósitrons do Departamento de Física da UTA utilizaram um processo chamado colagem de pósitrons mediada por trado (AMPS) para desenvolver uma nova ferramenta espectroscópica para medir seletivamente a estrutura eletrônica da superfície dos materiais.
Um novo artigo, “Espectroscopia de fotoemissão usando fótons virtuais emitidos por colagem de pósitrons: uma sonda complementar para estruturas eletrônicas de superfície de camada superior”, publicado na revista Cartas de Revisão Física (PRL), detalha a nova técnica. Além disso, a revista online Física publicou um artigo da Viewpoint na publicação, intitulado “Espectroscopia que não risca a superfície”, que explica por que o papel é importante para o campo. Os artigos da Viewpoint são encomendados pelos editores da PRL para artigos que eles acreditam que atrairão amplo interesse.
Alex Fairchild, estudioso de pós-doutorado no Laboratório Positron, é o principal autor do estudo. Os co-autores incluem Varghese Chirayath, professor assistente de pesquisa; Randall Gladen, pesquisador de pós-doutorado; Ali Koymen, professor de física; e Alex Weiss, professor e presidente do Departamento de Física da UTA. Bernardo Barbiellini, professor de física da Universidade LUT na Finlândia, também contribuiu para o projeto.
O processo AMPS, no qual os pósitrons (antimatéria dos elétrons) aderem diretamente às superfícies seguidos pela emissão de elétrons, foi observado e descrito pela primeira vez por Saurabh Mukherjee, um estudante de pós-graduação, junto com Weiss e outros colegas, em 2010 na UTA. Esses resultados foram publicados em um artigo na PRL.
“Alex (Fairchild) e Varghese descobriram como usar esse fenômeno que descobrimos em 2010 para medir a camada superior e obter informações sobre a estrutura eletrônica e o comportamento dos elétrons na camada superior”, disse Weiss. “Isso determinará as muitas propriedades de um material, incluindo a condutividade, e pode ter implicações importantes para a construção de dispositivos”.
Fairchild disse que o processo AMPS é único porque usa fótons virtuais para medir a camada atômica superior.
“Isso é diferente de técnicas típicas como espectroscopia de fotoemissão, onde um fóton penetra em várias camadas na massa de um material e, portanto, contém as informações combinadas das camadas de superfície e subsuperfície”, disse Fairchild.
“Nossos resultados do AMPS mostraram como os fótons virtuais emitidos após a colagem de pósitrons interagem preferencialmente com elétrons que se estendem mais no vácuo do que com elétrons mais localizados no sítio atômico”, disse Chirayath. “Nossos resultados são, portanto, essenciais para entender como os pósitrons interagem com os elétrons da superfície e são extremamente importantes para entender outras técnicas baseadas em pósitrons de seleção de superfície semelhantes.”
Weiss observou que o UTA Positron Lab é atualmente o único lugar onde esta técnica poderia ter sido desenvolvida, devido às capacidades de seu feixe de pósitrons.
“Atualmente, a UTA provavelmente tem o único laboratório do mundo que possui um feixe de pósitrons que pode chegar às baixas energias necessárias para observar esse fenômeno”, disse Weiss.
O estudo foi financiado pela Welch Foundation e pela National Science Foundation.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade do Texas em Arlington. Original escrito por Greg Pederson. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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