«Есть материалы, которые состоят из атомных слоев, которые удерживаются вместе только слабыми силами Ван-дер-Ваальса, например графит. И было обнаружено, что этот тип графита излучает очень специфические электроны, которые имеют одинаковую энергию, а именно 3,7 электрон-вольта», - говорит профессор Вольфганг Вернер из Института прикладной физики.

электрон, фотоэлектрон, энергия, сила Ван-дер-Ваальса, оже-электрон, графит, углеродные материалы, графен

Электроны, испускаемые атомами, и их называют оже-электронами. Это происходит, когда один электрон оказывается удаленным из внутренней электронной оболочки. Ученым из научного университета Вены удалось объяснить совершенно новый тип электронной эмиссии.

 

 

Она происходит в таких углеродных материалах, как графит. Электронную эмиссию открыли еще 50 лет назад, но ее причина до сих пор остается неясной.

 

Никакой известный физический механизм не в состоянии объяснить эту эмиссию электронов. Но по мнению ученых, между ними может образовываться определенное электронное состояние. Энергия этих состояний отлично согласуется со всеми наблюдаемыми данными.

электрон, фотоэлектрон, энергия, сила Ван-дер-Ваальса, оже-электрон, графит, углеродные материалы, графен

Потому ученые предполагали, что некая связь существует, но объяснить ее не могли. И чтобы ее изменить, необходимо нарушить симметрию этих электронных состояний.

 

«Вы можете представить это как прыжок со скакалкой», - говорит Вольфганг Вернер. «Двое детей держат длинную веревку и двигают концы. На самом деле оба создают волну, которая обычно распространяется от одной стороны веревки к другой. Но если система симметрична и оба ребенка ведут себя одинаково, то веревка просто движется вверх и вниз. Максимум волны всегда остается на одном месте. Мы не видим движения волн влево или вправо, это называется стоячей волной». Но если симметрия нарушена из-за того, что, например, один из детей движется назад, ситуация иная - тогда меняется динамика веревки и перемещается максимальное положение колебания.

 

 

Подобные нарушения симметрии также могут возникать в материале. Электроны покидают свое место и начинают двигаться, оставляя за собой «дыру». Такие электронно-дырочные пары нарушают симметрию материала, и поэтому может случиться так, что электроны одновременно приобретут свойства двух разных состояний. Таким образом с одной стороны, существует большое количество таких электронов, а с другой стороны, их вероятность достичь детектора достаточно высока. В идеально симметричной системе возможно только одно или другое. Согласно квантовой механике, они могут делать и то, и другое одновременно, потому что преломление симметрии заставляет два состояния «сливаться» (гибридизоваться).

 

«В некотором смысле это совместная работа между электронами, отражающимися взад и вперед между двумя слоями материала, и электронами, нарушающими симметрию», - говорит профессор Флориан Либиш из Института теоретической физики. «Только когда вы посмотрите на них вместе, вы сможете объяснить, что материал испускает электроны именно с этой энергией 3,7 электронвольта».

электрон, фотоэлектрон, энергия, сила Ван-дер-Ваальса, оже-электрон, графит, углеродные материалы, графен

Углеродные материалы, такие как тип графита, анализируемый в этой исследовательской работе, сегодня играют важную роль - например, двухмерный материал графен, а также углеродные нанотрубки крошечного диаметра, которые также обладают замечательными свойствами. «Эффект должен проявляться в самых разных материалах - везде, где тонкие слои удерживаются вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса», - говорит Вольфганг Вернер. «Во всех этих материалах этот совершенно особый тип электронной эмиссии, который мы теперь можем объяснить впервые, должен играть важную роль».

 

 

Источник

Купите Постеры для дома, офиса, бара на сайте «Наука и техика» в подарок себе и близким. Новогодний недорогой сюрприз шефу, друзьям, клиентам и сотрудникам. 

В наличии Плакаты бронетехники, набор постеров стрелкового оружия, боевой техники. Если вы неравнодушны к авиации, то вас, наверняка, заинтересуют постеры с боевыми, транспортными или пассажирскими самолетами.

Пазлы для детей и взрослых по низкой цене. ПАЗЛЫ ТАНК, САМОЛЕТ, ВЕРТОЛЕТ. Красочный подарок под елку. Оригинальный сюрприз.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!