Новый ультрафиолетовый микроскоп превзошел все существующие технологии
Группа исследователей разработала революционный микроскоп, работающий в глубоком ультрафиолетовом диапазоне, который позволяет изучать материалы с широкой запрещенной зоной, такие как алмаз. Это изобретение открывает новые возможности для исследования электронных и тепловых свойств материалов на наноуровне.
Полупроводники с ультраширокой запрещенной зоной, включая алмаз, являются перспективными материалами для следующего поколения электроники. Они способны работать при более высоких напряжениях, на более высоких скоростях и с большей эффективностью по сравнению с традиционным кремнием. Однако изучение процессов переноса заряда и тепла в этих материалах на наномасштабах представляло значительные трудности.
Команда исследователей из JILA под руководством профессоров физики Маргарет Мернейн и Генри Каптейна создала настольный микроскоп, использующий глубокий ультрафиолетовый лазер. Устройство создает наномасштабный интерференционный узор на поверхности материала, что позволяет контролировать процесс нагрева и наблюдать за распространением тепла с беспрецедентным пространственным разрешением до 287 нанометров.
Проект начался с запроса от компании 3M, которая обратилась к исследователям с просьбой изучить образец материала с ультраширокой запрещенной зоной. Традиционные методы визуализации, использующие видимый свет, оказались неэффективными для материалов с большой энергетической щелью между валентной зоной и зоной проводимости.
Для генерации глубокого ультрафиолетового излучения команда использовала лазер с длиной волны 800 нанометров, преобразуя его через нелинейные кристаллы в более короткие длины волн. Этот процесс потребовал точной настройки и согласования лазерных импульсов в пространстве и времени.
Новая технология позволяет изучать алмаз в его первозданном состоянии, без необходимости физических модификаций, которые могли бы изменить его свойства. Исследователи смогли наблюдать, как носители заряда распространяются по алмазу после возбуждения ультрафиолетовым светом.
Это достижение имеет важное значение для развития высокопроизводительной силовой электроники, эффективных систем связи и квантовых технологий. Результаты исследования помогут лучше понять поведение материалов на наноуровне и способствовать созданию более совершенных электронных устройств, сообщает Physical Review Applied.
-
Автор: MiraNews Подписаться: Дзен
Telegram 