Figur 1:Linjär foton-dra-effekt, Gibson modell.
Ett team av forskare vid U.S.National Institute for Standards and Technology har funnit att elektronströmflödesriktningen som produceras av foton-drag-effekten är beroende av miljön där en metall sitter. I sitt papper publicerat i Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver experiment de utförde med polariserat ljus som träffade en guldfilm och vad de lärde sig.
Tidigare forskningsinsatser har visat att när fotoner träffar en metall i en vinkel, deras momentum bevaras när den ges till fria elektroner från metallytan. Detta resulterar i att de fria elektronerna skjuts framåt, skapa en elektrisk ström. Detta är känt som foton-dra-effekten, och den har använts i många moderna applikationer. Men nyligen, forskning har visat att elektronerna i en sådan situation inte alltid flyter som förväntat. För att ta reda på varför, forskarna genomförde några mycket enkla experiment.
Det första experimentet bestod av att sätta upp en guldfilm inuti en vakuumkammare med en elektrod fäst vid den i ena änden. Forskarna sköt polariserat ljus mot filmen i en vinkel och läste av spänningsmätningar från elektroden. De noterade att ström började strömma i metallen precis som teorierna om foton-drag-effekten föreslog. Det var ett problem, dock - strömmen flödade åt fel håll. Istället för att skjuta fram elektronerna, ljuset drog dem bakåt. Lite förvirrad av deras resultat, forskarna satte upp samma apparat i en icke-vakuummiljö och körde experimentet igen. Den här gången, spänningen flödade framåt, som tidigare forskning visat att det skulle.
Forskarna föreslår att deras resultat visar att elektronflödesriktningen från foton-drag-effekten är helt beroende av miljön runt metallen. De erkänner fritt att de inte vet varför elektronerna flödade bakåt, men gör en gissning - flödesriktningen kan påverkas av kärnelektroner som är bundna till metalljoner. De noterar också att deras fynd måste utforskas mer fullständigt eftersom deras observationer har visat att det fortfarande finns luckor i att förstå hur ljus och metaller interagerar.
© 2019 Science X Network
