σ orbitaler och ARPES-bandkartor. (A) σ(7,3) och σ(0,8) orbitaler av bisanten (C28H14, 4) (överst) och metalliserad bisanten (C28H12Cu2, 5) (botten). (B och C) Bandkartor längs riktningarna [11¯0] och [001]. π- och σ-banden är märkta. De vita streckade linjerna anger bindningsenergi Eb för k∥-kartan i fig. 4A. Kredit:Science Advances (2022). DOI:10.1126/sciadv.abn0819
Ett team av forskare knutna till flera institutioner i Tyskland och Österrike rapporterar att det är möjligt att använda fotoemissions-orbitaltomografi för att detektera σ-orbitaler. I deras artikel publicerad i tidskriften Science Advances, gruppen beskriver modifiering av en aspekt av fotoemissions orbital tomografi för att göra σ orbitaler synliga.
I många år har kemister och fysiker arbetat med att kartlägga sfären som finns runt atomkärnor – inom sådana sfärer finns det skal som definierar de områden där elektroner sannolikt finns vid varje given tidpunkt, med varje given ett namn, som t.ex. σ eller π.
Under många år har forskare använt scanningstunnelmikroskop för att bättre förstå atomernas struktur, särskilt djupet av en given elektrons potentialbrunn. Tillvägagångssättet kommer sannolikt bara att fungera för ett begränsat antal skal, mestadels i π-orbitaler. På grund av det har forskare letat efter andra sätt att studera skalen.
År 2009 utvecklade en grupp forskare ett nytt tillvägagångssätt som kallas fotoemission orbital tomografi. Det gick ut på att lysa ultraviolett ljus på en yta och sedan mäta energierna (och vinklarna) hos de elektroner som slogs ut på grund av den fotoelektriska effekten. Tekniken användes för att kartlägga π-orbitaler, men problem uppstod när man försökte använda den för att kartlägga σ-orbitaler. Ändå trodde forskarna att det borde fungera - de hittade till och med ett sätt att bevisa det matematiskt. I denna nya ansträngning hittade forskarna ett sätt att kringgå de tidigare problemen, vilket gör att tekniken kan användas med σ-orbitaler.
Tillvägagångssättet som användes i den nya ansträngningen innebar att applicera synkrotronstrålning. Detta utökade energiområdet som användes i fotoemissions orbital tomografiprocessen. Men att lägga till en sådan energikälla skapade ett annat problem:hur man mäter resultaten. För att lösa det problemet utvecklade teamet ett anpassat program som analyserade data från tomografiprocessen och gav en detaljerad analys av σ-orbitalen. Forskarna fann att spektra var nära förutsägelser, och resultaten svarade också på olösta frågor inom ytkemivetenskap. Därefter planerar de att se om deras metod kan användas i realtid. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
