தீவிர புற ஊதா ஒளி மூல தொழில்நுட்பத்தில் முன்னேற்றம்

தீவிர புற ஊதா வளர்ச்சிஒளி மூல தொழில்நுட்பம்

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், தீவிர புற ஊதா உயர் ஹார்மோனிக் மூலங்கள் எலக்ட்ரான் இயக்கவியல் துறையில் அவற்றின் வலுவான ஒத்திசைவு, குறுகிய துடிப்பு காலம் மற்றும் அதிக ஃபோட்டான் ஆற்றல் ஆகியவற்றின் காரணமாக பரந்த கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன, மேலும் அவை பல்வேறு நிறமாலை மற்றும் இமேஜிங் ஆய்வுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியுடன், இதுஒளி மூலஅதிக மறுநிகழ்வு அதிர்வெண், அதிக ஃபோட்டான் ஃப்ளக்ஸ், அதிக ஃபோட்டான் ஆற்றல் மற்றும் குறுகிய துடிப்பு அகலத்தை நோக்கி வளரும். இந்த முன்னேற்றமானது தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலங்களின் அளவீட்டுத் தீர்மானத்தை மேம்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், எதிர்கால தொழில்நுட்ப வளர்ச்சிப் போக்குகளுக்கான புதிய சாத்தியக்கூறுகளையும் வழங்குகிறது. எனவே, அதிநவீன தொழில்நுட்பத்தை மாஸ்டரிங் செய்வதற்கும் பயன்படுத்துவதற்கும் அதிக மறுநிகழ்வு அதிர்வெண் தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலத்தைப் பற்றிய ஆழமான ஆய்வு மற்றும் புரிதல் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.

ஃபெம்டோசெகண்ட் மற்றும் அட்டோசெகண்ட் நேர அளவீடுகளில் எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி அளவீடுகளுக்கு, ஒரு பீமில் அளவிடப்படும் நிகழ்வுகளின் எண்ணிக்கை பெரும்பாலும் போதுமானதாக இல்லை, குறைந்த அதிர்வெண் ஒளி மூலங்கள் நம்பகமான புள்ளிவிவரங்களைப் பெற போதுமானதாக இல்லை. அதே நேரத்தில், குறைந்த ஃபோட்டான் ஃப்ளக்ஸ் கொண்ட ஒளி மூலமானது, வரையறுக்கப்பட்ட வெளிப்பாடு நேரத்தில் மைக்ரோஸ்கோபிக் இமேஜிங்கின் சிக்னல்-டு-இரைச்சல் விகிதத்தைக் குறைக்கும். தொடர்ச்சியான ஆய்வுகள் மற்றும் சோதனைகள் மூலம், அதிக மறுநிகழ்வு அதிர்வெண் தீவிர புற ஊதா ஒளியின் மகசூல் மேம்படுத்தல் மற்றும் பரிமாற்ற வடிவமைப்பில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல முன்னேற்றங்களைச் செய்துள்ளனர். மேம்பட்ட ஸ்பெக்ட்ரல் பகுப்பாய்வு தொழில்நுட்பம், அதிக மறுநிகழ்வு அதிர்வெண் தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலத்துடன் இணைந்து, பொருள் அமைப்பு மற்றும் மின்னணு இயக்கவியல் செயல்முறையின் உயர் துல்லிய அளவீட்டை அடையப் பயன்படுத்தப்பட்டது.

கோண தீர்க்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (ARPES) அளவீடுகள் போன்ற தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலங்களின் பயன்பாடுகளுக்கு, மாதிரியை ஒளிரச் செய்ய தீவிர புற ஊதா ஒளியின் கற்றை தேவைப்படுகிறது. மாதிரியின் மேற்பரப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் தீவிர புற ஊதா ஒளியால் தொடர்ச்சியான நிலைக்கு உற்சாகமடைகின்றன, மேலும் ஒளிமின்னழுத்தங்களின் இயக்க ஆற்றல் மற்றும் உமிழ்வு கோணம் மாதிரியின் இசைக்குழு அமைப்பு தகவலைக் கொண்டுள்ளது. ஆங்கிள் ரெசல்யூஷன் செயல்பாட்டைக் கொண்ட எலக்ட்ரான் பகுப்பாய்வி கதிர்வீச்சு ஒளிமின்னணுக்களைப் பெறுகிறது மற்றும் மாதிரியின் வேலன்ஸ் பேண்டிற்கு அருகிலுள்ள பேண்ட் கட்டமைப்பைப் பெறுகிறது. குறைந்த மறுநிகழ்வு அதிர்வெண் தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலத்திற்கு, அதன் ஒற்றைத் துடிப்பில் அதிக எண்ணிக்கையிலான ஃபோட்டான்கள் இருப்பதால், இது குறுகிய காலத்தில் மாதிரி மேற்பரப்பில் அதிக எண்ணிக்கையிலான ஒளிமின்னழுத்தங்களைத் தூண்டும், மேலும் கூலொம்ப் தொடர்பு பரவலை தீவிரமாக விரிவுபடுத்தும். ஒளிமின்னழுத்த இயக்க ஆற்றலின், இது விண்வெளி சார்ஜ் விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஸ்பேஸ் சார்ஜ் விளைவின் செல்வாக்கைக் குறைக்க, நிலையான ஃபோட்டான் ஃப்ளக்ஸைப் பராமரிக்கும் போது ஒவ்வொரு துடிப்பிலும் உள்ள ஒளிமின்னழுத்தங்களைக் குறைக்க வேண்டியது அவசியம்.லேசர்அதிக மறுநிகழ்வு அதிர்வெண்ணுடன் தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலத்தை அதிக மறுநிகழ்வு அதிர்வெண்ணுடன் உருவாக்குகிறது.

அதிர்வு மேம்படுத்தப்பட்ட குழி தொழில்நுட்பம் மெகா ஹெர்ட்ஸ் மீண்டும் மீண்டும் அதிர்வெண்ணில் உயர் வரிசை ஹார்மோனிக்ஸ் உருவாக்கத்தை உணர்த்துகிறது
60 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரை மீண்டும் மீண்டும் விகிதத்துடன் கூடிய தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலத்தைப் பெறுவதற்காக, யுனைடெட் கிங்டமில் உள்ள பிரிட்டிஷ் கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள ஜோன்ஸ் குழு, ஒரு நடைமுறையை அடைய ஒரு ஃபெம்டோசெகண்ட் அதிர்வு மேம்பாடு குழியில் (fsEC) உயர் ஆர்டர் ஹார்மோனிக் தலைமுறையைச் செய்தது. தீவிர புற ஊதா ஒளி மூலம் மற்றும் அதை நேர-தீர்மான கோண தீர்வு எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (Tr-ARPES) சோதனைகள் பயன்படுத்தப்படும். ஒளி மூலமானது 8 முதல் 40 eV வரையிலான ஆற்றல் வரம்பில் 60 மெகா ஹெர்ட்ஸ் மறுநிகழ்வு விகிதத்தில் ஒரு வினாடிக்கு 1011 ஃபோட்டான் எண்களுக்கு மேல் ஒரு ஃபோட்டான் ஃப்ளக்ஸை வழங்கும் திறன் கொண்டது. அவர்கள் fsEC க்கான விதை ஆதாரமாக ytterbium-doped ஃபைபர் லேசர் அமைப்பைப் பயன்படுத்தினர், மேலும் கேரியர் உறை ஆஃப்செட் அதிர்வெண் (fCEO) இரைச்சலைக் குறைக்கவும் மற்றும் பெருக்கி சங்கிலியின் முடிவில் நல்ல துடிப்பு சுருக்க பண்புகளை பராமரிக்கவும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட லேசர் அமைப்பு வடிவமைப்பு மூலம் துடிப்பு பண்புகளை கட்டுப்படுத்தினர். FsEC க்குள் நிலையான அதிர்வு மேம்பாட்டை அடைய, அவர்கள் பின்னூட்டக் கட்டுப்பாட்டிற்கு மூன்று சர்வோ கட்டுப்பாட்டு வளையங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர், இதன் விளைவாக இரண்டு டிகிரி சுதந்திரத்தில் செயலில் நிலைப்படுத்தல் ஏற்படுகிறது: fsEC க்குள் துடிப்பு சைக்கிள் ஓட்டுதலின் சுற்று பயண நேரம் லேசர் துடிப்பு காலத்துடன் பொருந்துகிறது, மற்றும் கட்ட மாற்றத்துடன். மின்புல கேரியரின் துடிப்பு உறை (அதாவது, கேரியர் உறை கட்டம், ϕCEO).

கிரிப்டான் வாயுவை வேலை செய்யும் வாயுவாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆராய்ச்சிக் குழு fsEC இல் உயர்-வரிசை ஹார்மோனிக்ஸ் உருவாக்கத்தை அடைந்தது. அவர்கள் கிராஃபைட்டின் Tr-ARPES அளவீடுகளைச் செய்தார்கள் மற்றும் விரைவான வெப்பமயமாதல் மற்றும் வெப்பம் அல்லாத உற்சாகமான எலக்ட்ரான் மக்கள்தொகையின் மெதுவான மறுசீரமைப்பு மற்றும் 0.6 eV க்கு மேல் ஃபெர்மி மட்டத்திற்கு அருகில் வெப்பம் அல்லாத நேரடி உற்சாகமான நிலைகளின் இயக்கவியல் ஆகியவற்றைக் கவனித்தனர். இந்த ஒளி மூலமானது சிக்கலான பொருட்களின் மின்னணு கட்டமைப்பைப் படிப்பதற்கான ஒரு முக்கியமான கருவியை வழங்குகிறது. எவ்வாறாயினும், fsEC இல் உயர் வரிசை ஹார்மோனிக்ஸ் உருவாக்கமானது பிரதிபலிப்பு, சிதறல் இழப்பீடு, குழி நீளத்தை நன்றாக சரிசெய்தல் மற்றும் ஒத்திசைவு பூட்டுதல் ஆகியவற்றிற்கான மிக உயர்ந்த தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது அதிர்வு-மேம்படுத்தப்பட்ட குழியின் விரிவாக்கத்தை பெரிதும் பாதிக்கும். அதே நேரத்தில், குழியின் மையப் புள்ளியில் உள்ள பிளாஸ்மாவின் நேரியல் அல்லாத நிலை பதில் ஒரு சவாலாக உள்ளது. எனவே, தற்போது, ​​இந்த வகையான ஒளி மூலமானது முக்கிய தீவிர புற ஊதா ஆக மாறவில்லைஉயர் ஹார்மோனிக் ஒளி மூல.