Физики обнаружили «дверные проемы», через которые электроны покидают материал
Исследователи из Венского технического университета (TU Wien) раскрыли механизм, который позволяет электронам покидать твердые тела. Оказалось, что для этого недостаточно просто иметь достаточную энергию — электрон должен найти специальное «дверное состояние» (doorway state), которое связывает его с внешним пространством.
Электроны внутри твердых тел не просто улетают, получив достаточно энергии — они должны найти особые «дверные состояния», соединяющие их с внешним миром.
Процесс высвобождения электронов из материала при получении ими дополнительной энергии (например, при бомбардировке другими частицами) известен десятилетиями и лежит в основе многих технологий. Однако до сих пор ученые не могли точно рассчитать этот процесс, поскольку теоретические модели и экспериментальные данные часто не совпадали.
«Можно было бы предположить, что все эти электроны, получив достаточно энергии, просто покидают материал», — говорит профессор Ричард Вильгельм, руководитель группы атомной и плазменной физики в TU Wien. — «Если бы это было так, всё было бы просто. Но, как выяснилось, это не так».
Ключевое открытие заключается в том, что одной энергии недостаточно. Существуют квантовые состояния выше энергетического порога, которые всё равно не приводят к выходу электрона из материала.
«Электроны должны занимать очень специфические состояния — так называемые дверные состояния», — объясняет профессор Флориан Либиш из Института теоретической физики. — «Эти состояния сильно связаны с теми, что фактически выводят из твердого тела. Не каждое состояние с достаточной энергией является таким дверным — только те, что представляют собой «открытую дверь» наружу».
Интересно, что некоторые из этих «дверных состояний» появляются только при stacking более пяти слоев материала. Это открытие предлагает новые возможности для точного проектирования и применения слоистых материалов в исследованиях и передовых технологиях.
0 комментариев