Полупроводниковые источники и детекторы поляризованных по спину электронов в исследованиях резонансного рассеяния электронов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты по созданным нами полупроводниковому источнику спин-поляризованных электронов и спин-детектору, а также концепция их интегрирования в метод спектроскопии диссоциативного захвата электронов (СДЗЭ) с учетом необходимых значений параметров электронного пучка, при которых наблюдаются резонансное рассеяние и диссоциативный захват. Описана конструкция установки для изучения резонансного рассеяния спин-поляризованных электронов методом СДЗЭ, которая позволит проводить исследования внутримолекулярной динамики изолированных отрицательных ионов. Основная цель разработки и изготовления установки состоит в возможности исследования с ее помощью взаимодействия спин-поляризованных электронов с хиральными молекулами, что позволит осуществить экспериментальную проверку гипотезы Вестера–Ульбрихта о происхождении биологической гомохиральности. Помимо данного основополагающего вопроса, ожидаемые результаты предлагаемого эксперимента важны для перспективных направлений спинтроники, а также для установления молекулярных механизмов различного биологического действия энантиомеров фармацевтических препаратов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Е. Терещенко

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

С. А. Пшеничнюк

Институт физики молекул и кристаллов Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: sapsh@anrb.ru
Россия, 450075, Уфа, просп. Октября, 151

Н. Л. Асфандиаров

Институт физики молекул и кристаллов Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: sapsh@anrb.ru
Россия, 450075, Уфа, просп. Октября, 151

Р. Г. Рахмеев

Институт физики молекул и кристаллов Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: sapsh@anrb.ru
Россия, 450075, Уфа, просп. Октября, 151

В. А. Голяшов

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

В. С. Русецкий

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

В. В. Бакин

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

Г. Э. Шайблер

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

С. А. Рожков

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

Д. А. Кустов

Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: teresh@isp.nsc.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13

Список литературы

  1. Blum K., Kleinpoppe H. // Adv. At. Mot. Phys. 1983. V. 19. P. 187. https://doi.org/10.1016/S0065-2199(08)60254-7
  2. Dellen A. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1995. V. 28. P. 4867. https://doi.org/10.1088/0953-4075/28/22/017
  3. Blum K., Thompson D. // J. Phys. B. 1989. V. 22. P. 1823. https://doi.org/10.1088/0953-4075/22/11/016
  4. Mason N.J. // Polarized Electron/Polarized Photon Physics. Boston, MA: Springer US, 1995. P. 209.
  5. Farago P.S. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1980. V. 13. L567. https://doi.org/10.1088/0022-3700/13/18/004
  6. Blum K. // Coherence in Atomic Collision Physics / Ed. by H.J. Beyer et al. New York: Springer Science+Business Media, 1988. P. 89. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-9745-9_3
  7. Veste F., Ulbrich T.L.V., Krauch H. // Naturwissenschaften. 1959. V. 46. P. 68. https://doi.org/10.1007/BF00599091
  8. Beerlage M.J.M., Farago P.S., van der Wiel M.J. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1981. V. 14. P. 3245. https://doi.org /10.1088/0022-3700/14/17/027
  9. Trantham K.W., Johnston M.E., Gay T.J. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1995. V. 28. L543. https://doi.org /10.1088/0953-4075/28/17/004
  10. Mayer S., Nolting C., Kessler J. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1996. V. 29. P. 3497. https://doi.org /10.1088/0953-4075/29/15/021
  11. Dreiling J.M., Lewis F.W., Gay T.J. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2018. V. 51. 21LT01. https://doi.org /10.1088/1361-6455/aae1bd
  12. Sanche L., Schulz G.J. // Phys. Rev. A. 1972. V. 5. P. 1672. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.5.1672
  13. Dreiling J.M., Gay T.J. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. 118103. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.118103
  14. Dreiling J.M., Lewis F.W., Mills J.D., Gay T.J. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. 093201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.093201
  15. Bakin V.V., Pakhnevich A.A., Zhuravlev A.G., Shornikov A.N., Akhundov I.O., Tereshechenko O.E., Alperovich V.L., Scheibler H.E., Terekhov A.S. // e-J. Surf. Sci. Nanotech. 2007. V. 5. P. 80. https://doi.org/10.1380/ejssnt.2007.80
  16. Meier F., Zakharchenya В.Р. Optical Orientation. Amsterdam, Oxford, New York, Tokyo: North-Holland, 1984.
  17. Michizono S. // Nat. Rev. Phys. 2019. V. 1. P. 244. https://doi.org/10.1038/s42254-019-0044-4
  18. Rusetsky V.S., Golyashov V.A., Eremeev S.V., Kustov D.A., Rusinov I.P., Shamirzaev T.S., Mironov A.V., Demin A.Yu., Tereshchenko O.E. // Phys. Rev. Lett. 2022. V. 129. 166802. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.166802
  19. Tereshchenko O.E., Golyashov V.A., Rusetsky V.S., Mironov A.V., Demin A.Y., Aksenov V.V. // J. Synchrotron Radiat. 2021. V. 28. P. 864. https://doi.org/10.1107/S1600577521002307
  20. Golyashov V.A., Rusetsky V.S., Shamirzaev T.S., Dmitriev D.V., Kislykh N.V., Mironov A.V., Aksenov V.V., Tereshchenko O.E. // Ultramicroscopy. 2020. V. 218. 113076. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2020.113076
  21. Rodionov A.A., Golyashov V.A., Chistokhin I.B., Jaroshevich A.S., Derebezov I.A., Haisler V.A., Shamirzaev T.S., Marakhovka I.I., Kopotilov A.V., Kislykh N.V., Mironov A.V., Aksenov V.V., Tereshchenko O.E. // Phys. Rev. Appl. 2017. V. 8. 034026. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.8.034026
  22. Tereshchenko O.E., Golyashov V.A., Rodionov A.A., Chistokhin I.B., Kislykh N.V., Mironov A.V., Aksenov V.V. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 16154. https://doi.org/10.1038/s41598-017-16455-6
  23. Tereshchenko O.E., Chikichev S.I., Terekhov A.S. // J. Vacuum Sci. Technol. A. 1999. V. 17. P. 2655. https://doi.org/10.1116/1.581926
  24. Tereshchenko O.E., Golyashov V.A., Rusetsky V.S., Kustov D.A., Mironov A.V., Demin A.Yu. // Nanomaterials. 2023. V. 13. P. 422. https://doi.org/10.3390/nano13030422
  25. Li X., Tereshchenko O.E, Majee S., Lampel G., Lassailly Y., Paget D., Peretti J. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. 052402. https://doi.org/10.1063/1.4892073
  26. Tereshchenko O.E., Lamine D., Lampel G., Lassailly Y., Li X., Paget D., Peretti J. // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. 113708. https://doi.org/10.1063/1.3592976
  27. Tereshchenko O.E., Golyashov V.A., Eremeev S.V., Maurin I., Bakulin A.V., Kulkova S.E., Aksenov M.S., Preobrazhenskii V.V., Putyato M.A., Semyagin B.R., Dmitriev D.V., Toropov A.I., Gutakovskii A.K., Khandarkhaeva S.E., Prosvirin I.P., Kalinkin A.V., Bukhtiyarov V.I., Latyshev A.V. // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 107. 123506. https://doi.org/10.1063/1.4931944
  28. Хвостенко В.И. Масс-спектрометрия отрицательных ионов в органической химии. М.: Наука, 1981.
  29. Christophorou L.G. Electron-molecule interactions and their applications. Orlando: Academic Press, 1984.
  30. Illenberger E., Momigny J. Gaseous molecular ions. An introduction to elementary processes induced by ionization. Steinkopff Verlag Darmstadt: Springer-Verlag, 1992.
  31. Пшеничнюк С.А., Асфандиаров Н.Л., Воробьев А.С., Матейчик Ш. // УФН. 2022. Т. 192. С. 177. https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.09.039054
  32. Stamatovic A., Schulz G.J. // Rev. Sci. Instrum. 1968. V. 39. P. 1752. https://doi.org/10.1063/1.1683220
  33. Асфандиаров Н.Л., Пшеничнюк С.А., Фалько В.С., Ломакин Г.С. // ПТЭ. 2013. Т. 56. C. 86. https://doi.org/10.7868/S0032816213010035

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а – Фотография фотодиода со стороны фотокатода; б – схематическое изображение фотодиода в разрезе и принцип создания спин-поляризованных электронов и их детектирования; в – фотография анода.

Скачать (146KB)
Метаданные
3. Рис. 2. а – Циркулярно поляризованные ((σ⁺, σ⁻) компоненты спектров фотолюминесценции фотокатода Na₂KSb:Cs при освещении циркулярно поляризованным светом с энергией 1.49 эВ (830 нм); пик при энергии фотона 1.42 эВ соответствует ширине запрещенной зоны Na₂KSb; б – соответствующий спектр степени циркулярной поляризации ФЛ, определенный как PPL = (Iσ⁺ – Iσ⁻) / (Iσ⁺ + Iσ⁻); в – зависимость степени циркулярной поляризации излучения ФЛ для Na₂KSb от энергии падающего фотона.

Скачать (144KB)
Метаданные
4. Рис. 3. а – Циркулярно поляризованные (σ⁺, σ⁻) компоненты спектров катодолюминесценции, измеренные при инжекции спин-поляризованных электронов, эмитированных из фотокатода Na₂KSb:Cs при ускоряющем напряжении 1.0 В, в анодную гетероструктуру Al0.11Ga0.89As; б – степень циркулярной поляризации КЛ, определенная как PКЛ = (Iσ⁺ – Iσ⁻) / (Iσ⁺ + Iσ⁻); в – сравнительные зависимости степени циркулярной поляризации КЛ от энергии инжектированных спин-поляризованных электронов из фотокатода Na₂KSb:Cs в режиме измерения спектров и изображений.

Скачать (144KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схематическое изображение многокамерной сверхвысоковакуумной установки для изучения рассеяния спин-поляризованных электронов методом спектроскопии диссоциативного захвата электронов.

Скачать (300KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025