การสังเกตโดยตรงครั้งแรกของการสลายตัวในระดับนาโนของผลึกเฟอร์โรอิเล็กทริกนั้นเกิดขึ้นโดยนักวิจัยในออสเตรเลีย จีน และสหรัฐอเมริกา และเพื่อนร่วมงานใช้กล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) เพื่อค้นพบว่าภูมิภาคที่ไม่ตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าที่ใช้สามารถก่อตัวขึ้นที่ผนังโดเมนของผลึกเฟอร์โรอิเล็กทริกได้อย่างไร ซึ่งลดประสิทธิภาพลง การค้นพบนี้อาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์
ระดับนาโน
ที่ทนทานต่อผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์จากการเสื่อมสภาพของเฟอร์โรอิเล็กทริก วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกมีโพลาไรเซชันทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเอง ทิศทางสามารถกลับด้านได้โดยใช้สนามไฟฟ้า คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตัวเก็บประจุ เซ็นเซอร์ แอคชูเอเตอร์
และหน่วยความจำ ความท้าทายที่สำคัญอย่างหนึ่งที่นักออกแบบอุปกรณ์ต้องเผชิญคือหลังจากใช้สนามไฟฟ้าหลายรอบ ลักษณะเฟอร์โรอิเล็กทริกของวัสดุจะลดลงเรื่อยๆ กระบวนการนี้เรียกว่าการเสื่อมสภาพของเฟอร์โรอิเล็กทริก สามารถลดความน่าเชื่อถือและทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายชนิด
สั้นลง ปัจจุบัน เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าผลกระทบดังกล่าวเกิดจากการสะสมของประจุไฟฟ้าส่วนเกิน เนื่องจากอิเล็กโทรดภายนอกถูกฉีดเข้าไปในวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ กลไกในระดับนาโนที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์ที่ไม่ต้องการนี้ยังเข้าใจได้ไม่ดีนัก
รูปแบบการเลี้ยวเบน ตอนนี้ ทีมงานใช้รูปแบบขั้นสูงของ TEM เพื่อให้ได้รูปแบบการเลี้ยวเบนที่แสดงโดยลำแสงอิเล็กตรอนเมื่อผ่านแผ่นผลึกเฟอร์โรอิเล็กทริกบางๆ วัสดุที่พวกเขาใช้มีการสลับโดเมนของทิศทางโพลาไรเซชันในแนวตั้งฉากซึ่งจัดเรียงเป็นลายทาง นับเป็นครั้งแรกที่การตั้งค่านี้ช่วยให้นักวิจัย
การวัดของทีมพบว่าการกระจายประจุภายในคริสตัลค่อยๆ เปลี่ยนไปในแต่ละรอบของการใช้สนามไฟฟ้า เมื่อเวลาผ่านไป ค่าใช้จ่ายจะสะสมมากขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างโดเมนแถบ ซึ่งโดเมนใหม่ได้พัฒนาและเติบโตขึ้น ที่สำคัญ โพลาไรเซชันของโดเมนนี้ไม่ขนานกับแผ่นคริสตัลอีกต่อไป ทำให้วัสดุ
ตอบสนอง
ต่อสนามไฟฟ้าน้อยลง ผลลัพธ์นี้เป็นการสังเกตโดยตรงครั้งแรกของการสลายตัวของเฟอร์โรอิเล็กทริก และเสริมสร้างความเข้าใจของเราว่ากระบวนการเกิดขึ้นในระดับโมเลกุลอย่างไร เนื่องจากการเสื่อมสภาพของเฟอร์โรอิเล็กทริกเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้า
สั้นลง การค้นพบนี้จึงช่วยให้นักวิจัยเข้าใจกลไกความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้ดีขึ้น ในทางกลับกัน ความรู้นี้อาจนำไปสู่การออกแบบวัสดุที่มีความทนทานต่อผลกระทบเหล่านี้มากขึ้น หากทำได้สำเร็จ สิ่งนี้อาจนำไปสู่อุปกรณ์ระดับนาโนที่สามารถทำงานได้ในรอบการโหลดไฟฟ้าที่ต่อเนื่องกันมากขึ้น
ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบต่างๆ ที่ต้องพึ่งพาอุปกรณ์เหล่านี้ สามารถสังเกตการณ์แบบเรียลไทม์ในระดับนาโนของการเสื่อมสภาพของเฟอร์โรอิเล็กทริกที่ค่อยๆ เปลี่ยนแปลงไป เหนือการสัมผัสกับสนามไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ซึ่งนำไปใช้ขนานกับระนาบของแผ่นกระดาษ
การสั่นขนาดใหญ่ที่เห็นได้ชัดในความเข้มที่ส่งสะท้อนถึงการเคลื่อนที่ของอะตอมที่ติดอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การส่งผ่านจะมีขนาดใหญ่เมื่ออะตอมอยู่ตรงกลางของโพรง และจะลดลงเมื่ออะตอมเคลื่อนออกจากแกนของโพรง ตั้งแต่แรกเห็น การดักจับอะตอมด้วยโฟตอนเดี่ยวในโพรงดูเหมือนจะคล้าย
กับการดักจับอะตอมด้วยลำแสงเลเซอร์ในพื้นที่ว่าง ยกเว้นว่าการเพิ่มความเข้มในช่องทำให้เราสามารถใช้เลเซอร์อ่อนๆ ได้ อย่างไรก็ตาม การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างอะตอมและโพรงอากาศที่แข็งแกร่งจำเป็นต้องมีคำอธิบายที่แตกต่างกันทางแนวคิด สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้โดยการยืมภาพง่ายๆจากวิชาเคมี
เช่นเดียวกับที่โปรตอนสองตัวในโมเลกุลไฮโดรเจนสามารถถูกล้อมรอบด้วยฟังก์ชันคลื่นอิเล็กตรอนแบบสมมาตร (เช่น จับ) หรือต้านสมมาตร (ป้องกันการจับยึด) ในระบบโพรงอะตอม โมเมนต์ไดโพลของอะตอมสามารถแกว่งในเฟสกับสนามแสง ( ผูกพัน) หรือนอกเฟส (ต่อต้านการผูกมัด)
สถานะ
ทั้งสองที่แสดงลักษณะของ “โมเลกุล” ของอะตอม-โพรง ทั้งคู่มีพลังงานควอนตัมหนึ่งตัวที่สามารถแกว่งไปมาระหว่างอะตอมและโพรงได้ ควอนตัมนี้จึงใช้ร่วมกันโดยอะตอม (เป็นการกระตุ้นทางอิเล็กทรอนิกส์) และโพรง (เป็นโฟตอน) เช่นเดียวกับที่โปรตอนทั้งสองใช้อิเล็กตรอนในโมเลกุล
ไฮโดรเจนร่วมกันการแบ่งปันนี้หมายความว่าการดักจับอะตอมสามารถนำไปสู่การดักจับโฟตอนได้เช่นกัน ในกรณีนี้ การปรากฏตัวของอะตอมที่มีสถานะตื่นเต้นยาวนานสามารถยืดเวลาที่โฟตอนยังคงอยู่ในโพรงได้ การสร้างวิถีโคจรของปรมาณูขึ้นใหม่นักฟิสิกส์ปรมาณูสามารถทำงานย้อนกลับ
และคำนวณวิถีโคจรของอะตอมแบบดั้งเดิมได้โดยการวัดแสงที่ผ่านช่อง สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากแสงที่ส่องผ่านขึ้นอยู่กับการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างอะตอมกับโพรง ซึ่งจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของอะตอม ในการทดลองของคาลเทค การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างสนามอะตอมขนาดใหญ่จะจำกัดอะตอมอย่างแน่นหนาไว้
ที่แอนติโนดเดียว เพื่อให้การเคลื่อนที่ของมันถูกจำกัดโดยส่วนใหญ่อยู่ที่ระนาบที่ตั้งฉากกับแกนโพรง การเคลื่อนไหวนี้คาดว่าจะเป็นปกติโดยคาดว่าจะมีการรบกวนเล็กน้อยจากการปล่อยก๊าซธรรมชาติ ดังนั้นเราจึงสันนิษฐานได้ว่าโมเมนตัมเชิงมุมของอะตอมรอบแกนของโพรงแทบจะไม่เปลี่ยนแปลงเลย
ระหว่างการหมุนรอบเดียว การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมหมายความว่าเราสามารถระบุค่าคงที่ของการเคลื่อนที่ได้ วงโคจรสองมิติ นอกเหนือจากสัญลักษณ์ของโมเมนตัมเชิงมุมและแอนติโนดจำเพาะที่อะตอมถูกจำกัดอยู่ สามารถสร้างขึ้นใหม่จากข้อมูลโดยใช้อัลกอริทึมตามสมการการเคลื่อนที่
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
