Russische Forscher haben eine stabile Quelle spinpolarisierter Elektronen geschaffen. Entwicklung
In einem in der Zeitschrift PhysicalReview Letters haben Wissenschaftler gezeigt, dass eine Multi-Alkali-Quelle für polarisierte Elektronen effizienter ist als die derzeit verwendeten klassischen Galliumarsenid-Geräte.
Schematische Darstellung einer Vakuum-Spin-Photodiode (sie enthält eine Multi-Alkali-Quelle spinpolarisierter Elektronen und deren Detektor). Bild: Vadim Rusetsky, Oleg Tereschtschenko
Die von Wissenschaftlern geschaffene Quelle ist ein MultialkaliFotokathode. Das ist eine dünne Halbleiterschicht, die bei Bestrahlung mit einem Laser Elektronen mit gleichem Spin (polarisiert) „erzeugt“. Derzeit ist es Wissenschaftlern gelungen, einen Polarisationsgrad von 50 % zu erreichen, sie erwarten, diesen Wert auf 100 % zu steigern.
Die Forscher stellen fest, dass Multi-Alkali-Kathodeneinfacher zu bedienen als klassische Geräte. Sie stellen weniger Anforderungen an das Vorhandensein unerwünschter Verunreinigungen im Restgas. Darüber hinaus sagen Wissenschaftler, dass die von ihnen geschaffenen Quellen eine um eine Größenordnung höhere Quantenausbeute bieten - bis zu 15 %. Dies ist eine Größe, die das Verhältnis der emittierten Elektronen zu den einfallenden Photonen angibt, die den Photostrom initiiert haben.
Quelle spinpolarisierter Elektronen in einem optischen Schema. Bild: Vadim Rusetsky, Oleg Tereschtschenko
Die Autoren der Arbeit sagen, dass eine Steigerung des GradesPolarisierung – ein Schlüsselmerkmal des Geräts – ist nicht nur ein Wunsch. Vorversuche haben gezeigt, dass durch Steuerung der Struktur des Halbleiters 100 % des Wertes erreicht werden können.
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Auf dem Cover: eine Quelle spinpolarisierter Elektronen. Bild: Vadim Rusetsky, Oleg Tereschtschenko