然而,这些慢速电子却极难丈量。有关它们在固体材料中行为的知识非常有限,科学家们每每只能依赖反复试验。不过,维也纳工业大学现已成功得到有关这些电子行为的宝贵新信息:利用快速电子直接在材料中产生慢速电子。这样就能破译以前无法通过实验得到的细节。该方法现已揭橥在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上。
同时产生两种电子
维也纳工业大学运用物理研究所的沃尔夫冈-维尔纳(Wolfgang Werner)教授说:\公众我们对慢速电子在材料内部(例如晶体内部或活细胞内部)的浸染很感兴趣。要想找出答案,实际上必须直接在材料中建造一个小型实验室,才能直接进行现场丈量。但这当然是不可能的。\"大众

Felix Blödorn、Julian Brunner、Alessandra Bellissimo、Florian Simperl、Wolfgang Werner。资料来源:维也纳工业大学
迄今为止只能丈量从材料中出来的电子,但这并不能见告我们电子是在材料的哪个部位被开释出来的,以及从那时起电子发生了什么变革。维也纳科技大学的团队借助快速电子办理了这一问题,快速电子可以穿透材料并引发材料中的各种过程。例如,这些快速电子会扰乱材料正负电荷之间的平衡,从而导致另一个电子分开其位置,以相对较低的速率移动,并在某些情形下逃离材料。
现在的关键步骤是同时丈量这些不同的电子:\"大众一方面,我们将电子射入材料,并丈量它再次离开时的能量。另一方面,我们也同时丈量哪些慢速电子从材料中出来。将这些数据结合起来,就有可能得到以前无法得到的信息。\公众
快速电子在穿过材料的过程中丢失了多少能量,可以供应它穿透材料多深的信息。这反过来又供应了有关慢速电子从其位置开释出来的深度的信息。
现在可以利用这些数据来打算材料中的慢速电子开释能量的程度和办法。有关的数值理论首次可以通过这些数据得到可靠的验证。
这让人大吃一惊:以古人们认为,材料中电子的开释因此级联的办法进行的:一个快速电子进入材料,撞击到另一个电子,然后将其从原处撕开,导致两个电子移动。然后,这两个电子又会从自己的位置上带走两个电子,依此类推。新数据表明,事实并非如此:相反,快速电子经历了一系列碰撞,但始终保持着大部分能量,而且在每一次相互浸染中,只有一个相对较慢的电子分开其位置。
沃尔夫冈-维尔纳说:\"大众我们的新方法在非常不同的领域供应了机会。我们现在终于可以研究电子在与材料相互浸染时如何开释能量了。例如,正是这种能量决定了在癌症治疗中能否摧毁肿瘤细胞,或者在电子束光刻中能否精确形成半导体构造的最风雅部分。\"大众
编译来源:ScitechDaily