Истражувачи од Универзитетот „Стенфорд“ и Националната акцелераторска лабораторија „СЛАК“ открија неочекувано силен оптички сигнал во полупроводници изложени на високоенергетски електрони. Сигналот се појавува исклучително брзо, веднаш по јонизацијата на материјалот.
Откритието може да помогне во развојот на детектори што истовремено се брзи и чувствителни. Денешните системи често мораат да избираат меѓу силен, но бавен сигнал и брз, но послаб одговор.
Тимот го искористил инструментот MeV-UED во лабораторијата „СЛАК“. Наместо електроните да ги користат за снимање на атомската структура, научниците внесле високоенергетски електрони во примероците, а потоа со синхронизирани ласерски импулси ги следеле промените во нивните оптички својства.
Истражувањето се фокусирало на полупроводници од групата II–VI, материјали што се користат, меѓу другото, во инфрацрвени детектори и соларни ќелии. Електроните во нив создаваат парови електрон-дупка — носачи на полнеж што настануваат кога атомите ќе бидат јонизирани.
Научниците очекувале овие носачи да се распределат приближно рамномерно низ примерокот. Наместо тоа, тие се собирале во локални, многу густи области. Овие „џебови“ на полнеж предизвикале значителна промена на забранетата енергетска зона на полупроводникот, односно на опсегот на енергии во кој нема дозволени електронски состојби.
Поради таа промена, материјалот почнал да пропушта светлина во опсег во кој вообичаено би ја апсорбирал. Така, ласерското мерење овозможило да се забележи ултрабpза оптичка реакција што се случува пред да се развие вообичаениот светлосен сигнал кај сцинтилаторите.
Резултатите, објавени во списанието Nature Photonics, нудат нов увид во однесувањето на полупроводниците под дејство на јонизирачко зрачење. Во иднина, ваквиот пристап би можел да придонесе за побрзи системи за детекција и снимање, вклучително и технологии за следење на биолошки процеси во реално време.
