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美開發出直接測量電子速度的技術

發佈時間:2012年03月04日 23:34 | 進入復興論壇 | 來源:新華網 | 手機看視頻


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  據美國物理學家組織網3月1日(北京時間)報道,美國物理學家表示,他們探索出了一種探測電流的新方法。這一方法基於二次諧波産生的過程,就像一個能遠程監控電子速度的“雷達測速儀”一樣,能直接“看”到電子的運動並測出電子的速度。相關研究論文發表在《物理評論快報》雜誌上。

  美國堪薩斯大學的物理學助教趙輝(音譯)和教授朱迪 吳等人在超快激光實驗室進行了這項實驗。他們發現,高能激光器發出的光照射在一種包含有移動電子的材料上時,會産生不同顏色的光。在實驗中,他們仔細研究了纖薄的砷化鎵晶體材料,該材料廣泛應用於高速電子學和高速光子學。通過朝整塊晶體施加電壓,他們讓電子以特定的速度在晶體內流動。用人眼看不見的紅外激光脈衝照射該晶體,會産生人眼可見的紅光,這正是二次諧波産生過程出現的信號。

  他們還發現,紅光的亮度與電子的速度成比例,也就是説電子運動速度越快,紅光越亮;而當電子沒有直接運動時,沒有紅光出現。趙輝表示:“通過探測紅光,我們能精確測量電子的速度,電子不需要同其他樣本接觸;我們也不會干擾電子的活動。在此項研究之前,現有探測實驗技術都基於電流有三個效應:它能為系統充電、改變系統的溫度並産生磁場。而科學家最新發現,電流還具有光子效應,這種使用激光研究電流的新方法完全基於這一最新效應。”

  研究人員表示,新方法有望改善現今的很多可再生能源技術,諸如太陽能電池、人工光合作用以及水分解等,因為這些技術都依靠對電流進行探測。而且,能更好“閱讀”電子運動的傳感器可能會成為下一代手機和計算機的基礎。(記者劉霞)

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