Физики разработали первый в мире мультищелочной источник спин-поляризованных электронов. Об открытии «Хайтеку» сообщила пресс-служба Института физики полупроводников им А.В. Ржанова СО РАН. Российские исследователи создали стабильный источник спин-поляризованных электронов. Разработка превосходит аналоги по всем ключевым характеристикам — времени жизни, квантовой эффективно и спиновой поляризации электронов. Исследователи работают над дальнейшим улучшением характеристик для использования на строящемся в Сарове коллайдере.

В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, ученые показали, что мультищелочной источник поляризованных электронов эффективнее, чем классические устройства из арсенида галлия, которые используют в настоящее время.

Созданный учеными источник — это мультищелочной фотокатод. Это тонкий полупроводниковый слой, который «производит» электроны с одинаковым спином (поляризованные) при облучении лазером. В настоящее время ученым удалось достичь степени поляризации 50%, они рассчитывают увеличить это значение до 100%.

Схематическое изображение вакуумного спинового фотодиода (он содержит мультищелочной источник спин-поляризованных электронов и их детектор). Изображение: Вадим Русецкий, Олег Терещенко

Исследователи отмечают, что мультищелочные катоды проще в использовании, чем классические устройства. Они менее требовательны к присутствию в остаточном газе нежелательных примесей. Кроме того, ученые говорят, что созданные ими источники обеспечивают на порядок более высокий квантовый выход — до 15%. Это величина, которая показывает отношение испущенных электронов к падающим фотонам, которые инициировали фототок.

Источник спин-поляризованных электронов в оптической схеме. Изображение: Вадим Русецкий, Олег Терещенко

Авторы работы говорят, что увеличение степени поляризации — ключевой характеристики устройства — не просто желание. Предварительные эксперименты показали, что, управляя структурой полупроводника, можно будет достичь 100% значения.