Сибирские физики создали уникальный источник спин-поляризованных электронов

Разработка может улучшить работу коллайдеров. Кроме того, результаты исследований представляют интерес для использования в электронной спектро- и микроскопии, а также для создания электронных устройств нового поколения

Исследователи из Института физики полупроводников СО РАН (ИФП СО РАН) совместно со специалистами из других организаций разработали новый стабильный источник спин-поляризованных электронов.

Он более долговечен, чем существующие аналоги, при этом его квантовая эффективность (мера световой чувствительности) и спиновая поляризация электронов (процент электронов с одинаковым спином) выше.

Новый источник спин-поляризованных электронов представляет собой мультищелочной фотокатод. Это тонкий полупроводниковый слой, «производящий» электроны с одинаковым спином (поляризованные) при облучении лазером.

Количество спин-поляризованных электронов, которые «вырабатывает» фотокатод, специалисты называют степенью его поляризации. Она на данный момент составляет 50%. Исследователи рассчитывают модифицировать полупроводниковое соединение, чтобы повысить поляризацию до 100%. Поляризация 50% означает, что у 75% электронов одинаковый спин.

Это устройство можно будет использовать на строящемся в Сарове коллайдере «Супер чарм-тау фабрика» уже когда степень поляризации источника составит 60%.

​Три новых установки класса MegaScience появятся в России читайте также

Напомним, что у электрона есть масса, заряд и спин. Люди научились управлять движением электрона с помощью электрического поля, влияющего на заряд. По этому принципу работает большинство электронных устройств: компьютеры, телефоны, прочая техника. Учёные предполагают, что управление спином приведёт к созданию принципиально новых спинтронных устройств, которые будут более быстрыми и энергоэффективными.

При этом надёжные источники и детекторы спин-поляризованных электронов имеют не только прикладное применение. Они нужны и для фундаментальных исследований: экспериментов на ускорителях заряженных частиц, коллайдерах. В России для этого создаётся электрон-позитронный коллайдер «Супер чарм-тау фабрика». Аналогичная установка строится в Китае.

Поляризованные электроны востребованы и в самых крупных международных проектах — к примеру, линейном коллайдере в Японии ILC (International Linear Collider), или китайском двухкольцевом коллайдере CEPC (The Circular Electron Positron Collider).

​10 лет открытию бозона Хиггса. Что учёные до сих пор не знают о частице? читайте также

Главный научный сотрудник Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, доктор физико-математических наук Иван Александрович Кооп сообщает, что до сих пор в экспериментах на циклических и линейных ускорителях применялись только арсенид-галлиевые источники. Учёный добавил, что мультищелочные катоды обещают быть менее требовательными к вакуумным условиям и к присутствию в остаточном газе нежелательных примесей.

Результаты работы российских учёных были опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Источник: Вести