Охлаждение фотокатода из монокристалла меди сделало его излучение вчетверо ярче
Американские физики создали фотокатод из монокристалла меди, яркость излучения которого в четыре раза превышает существующие аналоги. Для этого его охладили до температуры в 35 кельвин и облучали фотонам с длинами волн, близкими к порогу фотоэмиссии. Кроме того, ширина спектра излучения поверхности оказалось равной всего 11,5 миллиэлектронвольт, что на порядок меньше предыдущих результатов. Статья опубликована в Physical Review Letters.
Один из способов получения электронных пучков — фотоэмиссия — активно используется для лазеров на свободных электронах, сверхбыстрой электронной дифракции и микроскопии. Фотоэмиссия — процесс выбивания фотонами электронов с поверхности фотокатода. Такие электроны называются фотоэлектронами, их энергия определяется разностью энергии падающих фотонов и работой выхода катода E = ℏω - W. Если энергия фотона так мала, что эта разность стремится к нулю, то такой режим называется порогом фотоэмиссии.
Для активного использования подобных источников электронов в исследованиях необходимо, чтобы излучаемые ими пучки электронов были яркими — яркость источника показывает, насколько направленно вылетают электроны с поверхности источника. Если, к примеру, есть два источника, и один излучает сто электронов за секунду, которые разлетаются в разные стороны, а из второго те же сто электронов в секунду летят вдоль одной прямой, то яркость второго будет больше. Если ученым удастся научиться делать фотокатоды с высокой яркостью электронных пучков, то появится возможность изучать решетки кристаллов больших размеров и можно будет получать больше информации об их электронной структуре. Яркость пучка фотокатода обратно пропорциональна площади, с которой