Credito:C. Parzyck / Cornell University/ via Fisica
Un team di ricercatori della Cornell ha sviluppato una pellicola ultrasottile di antimonide di cesio che può essere utilizzata come fotocatodo altamente efficiente. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Letters , il gruppo descrive il loro approccio alla creazione del fotocatodo e le sue prestazioni rispetto ai fotocatodi convenzionali.
Un fotocatodo è un dispositivo che converte i fotoni in elettroni tramite l'effetto fotoelettrico. In pratica, tali dispositivi sono costituiti da un materiale che rilascia un elettrone quando viene colpito da un fotone. Quando viene prodotto un gran numero di elettroni, possono essere raccolti in un raggio per l'uso in applicazioni come laser a elettroni liberi e diffrazione elettronica. Man mano che la tecnologia è maturata, gli scienziati hanno continuato a cercare modi per aumentare l'efficienza di tali dispositivi (una misura del numero di elettroni che vengono rilasciati rispetto al numero di fotoni che colpiscono il fotocatodo). In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di fotocatodo utilizzando antimonio e cesio.
Il team ha applicato una forma di epitassia, antimonio e cesio che erano stati sottoposti a un processo di filtraggio estremamente accurato e sublimati all'interno di una camera a vuoto dove si sono condensati su un substrato di carburo di silicio. L'azione si è verificata uno strato atomico alla volta con la struttura atomica del materiale che è stato creato con lo stesso orientamento del substrato, assicurando che fosse privo di difetti. I film ultrasottili che ne risultavano avevano uno spessore di appena 4 nm e potevano essere usati come fotocatodi.
Il team ha quindi iniziato ad analizzare la pellicola (utilizzando vari tipi di spettroscopia e diffrazione elettronica) per assicurarsi che fosse effettivamente priva di difetti e che gli strati fossero stati depositati sul substrato nel modo previsto. Soddisfatti dei risultati, hanno iniziato a testare il film per vedere come si confrontava con i film convenzionali.
Hanno scoperto che durante la conversione della luce verde in elettroni, l'efficienza del loro fotocatodo era maggiore del 2% e il suo processo era di appena 10 fs, significativamente più veloce dei fotocatodi convenzionali. Concludono che fotocatodi simili potrebbero essere utilizzati per creare nuovi dispositivi con miglioramenti significativi della luminosità. + Esplora ulteriormente
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