La comunidad científica ha sabido sobre la existencia de electrones durante más de cien años, pero hay aspectos importantes de su interacción con la materia que permanecen envueltos en el misterio. Un área particular de interés son los electrones de baja energía o los electrones que tienen energía cinéticaniveles de aproximadamente 10 electronvoltios eV o menos. Estos electrones afectan el funcionamiento de los aisladores en los sistemas electrónicos y son responsables del daño por radiación en el tejido humano y otros tejidos biológicos.
El método clásico para estudiar cómo interactúan los electrones con la materia es analizando su dispersión a través de capas delgadas de una sustancia conocida. Esto sucede al dirigir una corriente de electrones en la capa y analizar las desviaciones posteriores en las trayectorias de los electrones.
"Los electrones de alta energía interactúan principalmente con los átomos individuales en una sustancia y su dispersión se puede predecir mediante modelos generalizados existentes", dijo Ruth Signorell, profesora de química física en ETH Zürich, el Instituto Federal Suizo de Tecnología ".Por el contrario, los electrones de baja energía interactúan con toda la red molecular, que incluye los enlaces químicos y el movimiento vibratorio de los átomos dentro de la sustancia, y su dispersión es actualmente demasiado compleja para predecirla con un modelo. Con esto en mente, hemos estado desarrollandoun enfoque alternativo para medir el movimiento de electrones de baja energía "
Signorell y sus colegas explican su trabajo esta semana en El diario de la física química , de AIP Publishing.
"Una de nuestras ideas clave ha sido el desarrollo de una técnica que llamamos el 'método de la capa de aerosol'. Implica generar gotas de aerosol que consisten en un núcleo sólido y una carcasa hecha de materiales orgánicos que imitan algunos de los polímeros que uno podríaencontrar en la electrónica. Trabajando con estas gotitas en el vacío, podemos usar luz láser para inducir al núcleo a liberar electrones que viajan a través de la cubierta. Cuando alcanzan la superficie y escapan, podemos medir diferentes métricas, como su intensidad ".dijo.
"El método de la capa de aerosol ofrece dos ventajas principales", dijo Signorell. "Primero, hace que sea más fácil separar los problemas del transporte de electrones a través de la cubierta frente a su formación en el núcleo. Segundo, las gotas con un tamaño comparable ala longitud de onda del láser actúa como resonadores para la luz láser. Esto puede explotarse para generar una gran cantidad de información adicional sobre la interacción de los electrones con la materia ".
"El principal desafío de este método es determinar con precisión el tamaño del núcleo y la cubierta de las partículas de aerosol. Si bien aún es difícil medir estas cantidades, la precisión de las mediciones afecta la precisión de la información de dispersión que se genera,"Dijo Signorell.
En adelante, Signorell y sus colegas están interesados en ampliar el alcance de su trabajo con el método de superposición de aerosoles.
"Queremos aplicar el método de la capa de aerosol a diferentes materiales de espesores variados. Estamos particularmente interesados en capas muy finas y cómo sus cambios estructurales afectan el escape de electrones de la superficie de la gotita. Esto es potencialmente muy relevante para los investigadores que investigan científicamentePreguntas relacionadas con las superficies e interfaces de diferentes sustancias ", dijo Signorell." Con todo este trabajo, esperamos analizar completamente la amplia gama de datos experimentales que se pueden generar para que podamos aprender más sobre el movimiento de baja energíaelectrones "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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