လွန်ကဲသော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ် နည်းပညာ တိုးတက်လာသည်

ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်လွန်ကဲစွာ တိုးတက်လာသည်။အလင်းအရင်းအမြစ်နည်းပညာ

မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ အလွန်ပြင်းထန်သော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် မြင့်မားသော ဟာမိုနီရင်းမြစ်များသည် ၎င်းတို့၏ ခိုင်မာသော ပေါင်းစပ်မှု၊ သွေးခုန်နှုန်း တိုတောင်းမှုနှင့် မြင့်မားသော ဖိုတွန်စွမ်းအင်တို့ကြောင့် အီလက်ထရွန်ဒိုင်းနမစ်နယ်ပယ်တွင် ကျယ်ပြန့်သော အာရုံစိုက်မှုကို ဆွဲဆောင်ခဲ့ပြီး အမျိုးမျိုးသော ရောင်စဉ်တန်းများနှင့် ပုံရိပ်ဖော်လေ့လာမှုများတွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ နည်းပညာတွေ တိုးတက်လာတာနဲ့အမျှ ဒီလိုပါ။အလင်းအရင်းအမြစ်ပိုမိုမြင့်မားသော ထပ်ခါတလဲလဲကြိမ်နှုန်း၊ ပိုမိုမြင့်မားသော ဖိုတွန် flux၊ ပိုမိုမြင့်မားသော ဖိုတွန်စွမ်းအင်နှင့် တိုတောင်းသော သွေးခုန်နှုန်း အကျယ်ဆီသို့ ဦးတည်နေသည်။ ဤတိုးတက်မှုသည် အလွန်အမင်း ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ်များ၏ တိုင်းတာမှု ပြတ်သားမှုကို ကောင်းမွန်စေရုံသာမက အနာဂတ် နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု ခေတ်ရေစီးကြောင်းများအတွက် ဖြစ်နိုင်ခြေအသစ်များကို ပေးဆောင်ပေးပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ပြင်းထန်သော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ်ကို ထပ်ခါထပ်ခါ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မြင့်နှင့် နားလည်သဘောပေါက်ခြင်းသည် ခေတ်ပေါ်နည်းပညာကို ကျွမ်းကျင်ပိုင်နိုင်စွာ အသုံးချခြင်းအတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။

femtosecond နှင့် attosecond time scales ပေါ်ရှိ အီလက်ထရွန် spectroscopy တိုင်းတာခြင်းအတွက်၊ အလင်းတန်းတစ်ခုတွင် တိုင်းတာသည့် ဖြစ်ရပ်အရေအတွက်သည် မကြာခဏ မလုံလောက်သောကြောင့် ယုံကြည်စိတ်ချရသော ကိန်းဂဏန်းအချက်အလက်များကို ရရှိရန် ကြိမ်နှုန်းနည်းသော အလင်းရင်းမြစ်များ မလုံလောက်မှုကို ဖြစ်စေသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ဖိုတွန် flux နည်းပါးသော အလင်းရင်းမြစ်သည် အကန့်အသတ်ရှိသော ထိတွေ့မှုအချိန်အတွင်း အဏုစကုပ်ပုံရိပ်ဖော်ခြင်း၏ signal-to-noise အချိုးကို လျှော့ချပေးလိမ့်မည်။ စဉ်ဆက်မပြတ် စူးစမ်းလေ့လာမှုများနှင့် စမ်းသပ်မှုများမှတစ်ဆင့် သုတေသီများသည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသော အစွန်းရောက်ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်၏ အထွက်နှုန်းကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းနှင့် ထုတ်လွှင့်ခြင်းပုံစံတွင် တိုးတက်မှုများစွာကို ပြုလုပ်ခဲ့ကြသည်။ အဆင့်မြင့် ရောင်စဉ်တန်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနည်းပညာကို ထပ်ခါတလဲလဲ ကြိမ်နှုန်း လွန်ကဲသော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ်နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော ပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အီလက်ထရွန်နစ် တက်ကြွသော လုပ်ငန်းစဉ်များ၏ တိကျစွာ တိုင်းတာခြင်းတို့ကို ရရှိရန်အတွက် အသုံးပြုထားသည်။

ပြင်းထန်သောခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ရင်းမြစ်များ၏ အသုံးချမှုများဖြစ်သည့် angular ဖြေရှင်းထားသော အီလက်ထရွန် spectroscopy (ARPES) တိုင်းတာခြင်းများသည် နမူနာကိုလင်းစေရန်အတွက် လွန်ကဲသောခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်အလင်းတန်းတစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။ နမူနာ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အီလက်ထရွန်များသည် လွန်ကဲသော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကြောင့် စဉ်ဆက်မပြတ် အနေအထားသို့ စိတ်လှုပ်ရှားနေပြီး ဖိုအီလက်ထရွန်၏ အရွေ့စွမ်းအင်နှင့် ထုတ်လွှတ်သည့်ထောင့်တွင် နမူနာ၏ တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ အချက်အလက် ပါဝင်သည်။ Angle ကြည်လင်ပြတ်သားမှုလုပ်ဆောင်ချက်ပါရှိသော အီလက်ထရွန်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသူသည် ဖြာထွက်နေသော ဓာတ်ပုံအီလက်ထရွန်များကို လက်ခံရရှိပြီး နမူနာ၏ valence band အနီးရှိ တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံကို ရယူသည်။ အထပ်ထပ်ကြိမ်နှုန်းနည်းသော အစွန်းရောက်ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်အရင်းအမြစ်အတွက်၊ ၎င်း၏သွေးခုန်နှုန်းတစ်ခုတည်းတွင် ဖိုတွန်အမြောက်အများပါဝင်သောကြောင့်၊ ၎င်းသည် နမူနာမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ photoelectron အများအပြားကို အချိန်တိုအတွင်း လှုံ့ဆော်ပေးမည်ဖြစ်ပြီး Coulomb အပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုသည် ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြင်းထန်စွာကျယ်ပြန့်လာစေမည်ဖြစ်သည်။ space charge effect ဟုခေါ်သော photoelectron kinetic energy ၊ space charge effect ၏လွှမ်းမိုးမှုကို လျှော့ချရန်အတွက်၊ စဉ်ဆက်မပြတ်ဖိုတွန် flux ကိုထိန်းသိမ်းထားစဉ် pulse တစ်ခုစီတွင်ပါရှိသော photoelectron များကိုလျှော့ချရန်လိုအပ်သည်၊ ထို့ကြောင့်၎င်းသည်မောင်းနှင်ရန်လိုအပ်သည်။လေဆာထပ်ခါတလဲလဲ အကြိမ်ရေ မြင့်မားသော ပြင်းထန်သော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ်ကို ထုတ်လုပ်ရန် မြင့်မားသော ထပ်ခါတလဲလဲ ကြိမ်နှုန်းဖြင့်။

Resonance မြှင့်တင်ထားသော အပေါက်နည်းပညာသည် MHz ထပ်ခါတလဲလဲ ကြိမ်နှုန်းဖြင့် မြင့်မားသော အော်ဒါဟာမိုနီများ မျိုးဆက်ကို သိရှိစေသည်။
60 MHz အထိ ထပ်တလဲလဲနှုန်းဖြင့် လွန်ကဲသော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ်ကို ရရှိရန်အတွက်၊ United Kingdom ရှိ British Columbia တက္ကသိုလ်မှ Jones အဖွဲ့သည် လက်တွေ့ကျကျ အောင်မြင်ရန်အတွက် femtosecond resonance enhancement cavity (fsEC) တွင် အစီအစဥ်ပြုလုပ်ပေးခဲ့ပါသည်။ လွန်ကဲသော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အရင်းအမြစ်မှ ၎င်းကို အချိန်နှင့်တပြေးညီ ဖြေရှင်းနိုင်သော angular ဖြေရှင်းထားသော အီလက်ထရွန် spectroscopy (Tr-ARPES) စမ်းသပ်မှုတွင် အသုံးချပါ။ အလင်းရင်းမြစ်သည် တစ်စက္ကန့်လျှင် 1011 ဖိုတွန် နံပါတ်များထက် ပိုမိုသော ဖိုတွန်အတက်အကျကို 60 MHz မှ 40 eV အတွင်း အထပ်ထပ်နှုန်း 60 MHz ဖြင့် စွမ်းဆောင်နိုင်သည် ။ ၎င်းတို့သည် fsEC အတွက် မျိုးစေ့ရင်းမြစ်အဖြစ် ytterbium-doped ဖိုင်ဘာလေဆာစနစ်ကို အသုံးပြုကာ အသံချဲ့စက်ကွင်းဆက်၏အဆုံးတွင် ကောင်းမွန်သော သွေးခုန်နှုန်းဖိသိပ်မှုလက္ခဏာများကို ထိန်းသိမ်းရန် စိတ်ကြိုက်လေဆာစနစ်ဒီဇိုင်းဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသော လေဆာစနစ်ပုံစံဖြင့် ၎င်းတို့သည် စာအိတ်များကို အသုံးပြုကြသည်။ fsEC အတွင်း တည်ငြိမ်သော ပဲ့တင်သံ မြှင့်တင်မှုကို ရရှိရန်၊ ၎င်းတို့သည် တုံ့ပြန်မှု ထိန်းချုပ်မှု အတွက် servo control loops သုံးခုကို အသုံးပြုကာ လွတ်လပ်မှု ဒီဂရီ နှစ်ရပ်တွင် တက်ကြွတည်ငြိမ်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်- fsEC အတွင်း သွေးခုန်နှုန်း စက်ဘီးစီးခြင်း၏ အသွားအပြန် အချိန်သည် လေဆာသွေးခုန်နှုန်းနှင့် ကိုက်ညီပြီး အဆင့်ပြောင်းလဲမှု၊ သွေးခုန်နှုန်းစာအိတ်နှင့်စပ်လျဉ်း၍ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းသယ်ဆောင်သူ၏ (ဆိုလိုသည်မှာ သယ်ဆောင်သူစာအိတ်အဆင့်၊ ϕCEO)။

အလုပ်လုပ်သောဓာတ်ငွေ့အဖြစ် krypton ဓာတ်ငွေ့ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် သုတေသနအဖွဲ့သည် fsEC တွင် အဆင့်မြင့် အော်ဒါမိုနီများ မျိုးဆက်ကို ရရှိခဲ့သည်။ ၎င်းတို့သည် ဂရပ်ဖိုက်၏ Tr-ARPES တိုင်းတာမှုများကို လုပ်ဆောင်ပြီး လျင်မြန်သော အပူရှိန်နှင့် နောက်ဆက်တွဲ နှေးကွေးသော အပူဓာတ်မဟုတ်သော အီလက်ထရွန် လူဦးရေများကို ပြန်လည်ပေါင်းစည်းခြင်းအပြင် 0.6 eV အထက် Fermi အဆင့်အနီးရှိ အပူမဟုတ်သော တိုက်ရိုက်စိတ်လှုပ်ရှားသည့် ပြည်နယ်များ၏ ဒိုင်းနမစ်များကို လေ့လာတွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤအလင်းရင်းမြစ်သည် ရှုပ်ထွေးသောပစ္စည်းများ၏ အီလက်ထရွန်းနစ်ဖွဲ့စည်းပုံကို လေ့လာရန်အတွက် အရေးကြီးသောကိရိယာတစ်ခုပေးသည်။ သို့သော်၊ fsEC ရှိ မြင့်မားသောအော်ဒါဟာမိုနီများ၏ မျိုးဆက်များသည် ရောင်ပြန်ဟပ်မှု၊ ကွဲလွဲမှုလျော်ကြေးငွေ၊ အပေါက်၏အလျားနှင့် ထပ်တူပြုမှုသော့ခတ်ခြင်းအတွက် အလွန်မြင့်မားသောလိုအပ်ချက်များ ရှိပြီး၊ ယင်းသည် ပဲ့တင်ထပ်-မြှင့်တင်ထားသော အပေါက်၏ တိုးမြှင့်မှုကို များစွာထိခိုက်စေမည်ဖြစ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ အပေါက်၏ဆုံမှတ်ရှိ ပလာစမာ၏ လိုင်းမဟုတ်သည့်အဆင့်တုံ့ပြန်မှုသည် စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုလည်းဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ယခုအချိန်တွင် ဤအလင်းရင်းမြစ်သည် ပင်မရေစီးကြောင်း လွန်ကဲသော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်မျိုး မဖြစ်သေးပါ။မြင့်မားသောသဟဇာတအလင်းအရင်းအမြစ်.