Magyar áttörés a nanotechnológiában

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

A Nano Letters nanotudományi folyóiratban jelent meg még márciusban az a tanulmány, amelyben a Wigner Fizikai Kutatóközpont Dombi Péter által vezetett Ultragyors Nanooptika Lendület Kutatócsoportja számol be legújabb kutatási eredményeiről. 

Az Eötvös Lóránd Kutatási Hálózat (ELKH) hétfői közleménye szerint a kutatóknak sikerült nagyságrendekkel megnövelni az alkalmazott lézerfény elektromos terét, ezáltal az alagúthatásnak egy új megnyilvánulását tudták kimutatni. Mint az ELKH honlapján is olvasható, az alagúthatás a kvantummechanikai folyamatok oly kísérő jelensége, amelynek „lényege, hogy egy elektron akkor is képes áthatolni egy előtte álló akadályon – az úgynevezett potenciálgáton –, ha a klasszikus fizika szabályai szerint nincs hozzá elegendő energiája. A jelenséget először az 1920-as években említették, ezt követően számos tudós foglalkozott vele. Az elmúlt hetven-nyolcvan évben összesen öt Nobel-díjat osztottak ki olyan kutatóknak, akik munkájuk során az alagúthatással kapcsolatos eredményt értek el, vagy hozzá kapcsolódó gyakorlati alkalmazást fejlesztettek ki. Ilyen volt például a pásztázó alagútmikroszkóp megalkotása, amellyel nanométeres pontossággal lehet különböző felületeket vizsgálni”.

A magyar kutatók kísérleteikhez olyan lézerfényt használtak, amelyben a lézernyaláb átmérője egy átlagos hajszál huszadrésze. A lézerfény energiájának térbeli koncentrációját a mintán jelen lévő arany nanorészecskék által okozott nanooptikai jelenség segítségével növelték tovább. A folyamat során sikerült nagyságrendekkel megnövelni a lézerfény elektromos terét, ezáltal az alagúthatásnak egy új megnyilvánulását tudták kimutatni. A kutatók által vizsgált tartományban az elektronok részben a kvantummechanika szabályai szerint viselkednek, vagyis alagutazni tudnak egy előttük álló falon (potenciálgáton) keresztül, ugyanakkor olyan tulajdonságokat is mutatnak, amelyek alapján hagyományos viselkedésükre lehet következtetni.

Elektronok kilépése arany nanorészecskék felületéről ultrarövid lézerfény-felvillanások hatásáraFotó: Wigner FK

„A Wigner Fizikai Kutatóközpont fizikusainak új eredménye és további alapkutatási munkája segít a nemzetközi kutatóközösségnek jobban eligazodni az alagúteffektushoz kapcsolódó jelenségkörben. Ezzel megkönnyítik a gyakorlati felhasználást, például a nanooptikai eszközök létrehozását vagy akár olyan elektronforrások kialakítását is, ahol a kibocsátott elektroncsomag időtartama a másodperc milliomodrészének a milliárdodrésze. Ezek az alkalmazások forradalmasíthatják a fizikai és kémiai kutatásokat, és elvezethetnek az elektronmikroszkópok új generációjának létrehozásához is” – olvasható a közleményben.

Korábbi kapcsolódó cikkeink: