Forskere finder, at elektronstrømmens retning i foton-drag-effekt er afhængig af det omgivende miljø

Et team af forskere ved U.S. National Institute for Standards and Technology har fundet ud af, at strømningsretningen for elektronstrømmen produceret af foton-mod-effekten er afhængig af det miljø, hvori et metal sidder. I deres papir offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver eksperimenter, de udførte med polariseret lys, der rammer en guldfilm, og hvad de har lært.

Tidligere forskningsindsatser har vist, at når fotoner rammer et metal i en vinkel, deres momentum bevares, da det gives til frie elektroner fra metaloverfladen. Dette resulterer i, at de frie elektroner skubbes fremad, skabe en elektrisk strøm. Dette er kendt som foton-drag-effekten, og det er blevet taget i brug i mange moderne applikationer. Men for nylig, forskning har vist, at elektronerne i en sådan situation ikke altid flyder som forventet. For at finde ud af hvorfor, forskerne udførte nogle meget simple eksperimenter.

Det første forsøg bestod i at opsætte en guldfilm inde i et vakuumkammer med en elektrode fastgjort til den i den ene ende. Forskerne affyrede polariseret lys mod filmen i en vinkel og læste spændingsaflæsninger fra elektroden. De bemærkede, at strømmen begyndte at flyde i metallet, ligesom teorierne om foton-drag-effekten antydede. Der var et problem, men strømmen gik i den forkerte retning. I stedet for at skubbe elektronerne fremad, lyset trak dem bagud. Lidt forvirret over deres resultater, forskerne oprettede det samme apparat i et ikke-vakuum miljø og kørte forsøget igen. Denne gang, spændingen flød fremad, som tidligere forskning havde vist det ville.

Forskerne foreslår, at deres resultater viser, at elektronstrømningsretningen fra foton-drag-effekten er helt afhængig af miljøet omkring metallet. De anerkender frit, at de ikke ved, hvorfor elektronerne strømmede baglæns, men fare et gæt - strømningsretningen kan blive påvirket af kerneelektroner, der er bundet til metalioner. De bemærker også, at deres fund skal undersøges mere fuldstændigt, fordi deres observationer har vist, at der stadig er huller i at forstå, hvordan lys og metaller interagerer.

© 2019 Science X Network