Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 24/02/2010 21:47 (GMT+7)

Kỹ thuật mới quan sát chuyển động của điện tử với độ chính xác tới atto giây

Lý thuyết nguyên tử “bán cổđiển”Bohr đã dự đoán rằng, điện tử mất khoảng thời gian là 150 atto giây khi chuyển động trên quỹ đạo (đối với điện tử của nguyên tửHydrogen). Hạt nhân nguyên tử thực tế chuyển động chậm hơn rất nhiều, có nghĩa là quang phổ kế atto giây có thể sử dụng để nghiên cứu các tính chất khi mà nguyên tử cơ bản bị đóng băng trong một thờigian.

Sơ đồ nguyên lý của kỹ thuật mới.

Trong khi kỹ thuật quang phổ atto giây cho các khí nguyên tử tiến hành thì các thí nghiệm tương tự thực hiện đối với chất rắn lại bị giới hạn bởi độ phân giải thời gian femto giây (10 -14s). Và mới đây, nhóm nghiên cứu của Ferenc Krausz cùng các đồng nghiệp ở Viện Max Planck về Quang học Lượng tử ở Garching (Đức), và các nhà vật lý đến từ một số trường Đại học khác ở Đức, Áo và Tây Ban Nha đã xây dựng thành công một phương pháp cho phép ghi phổ atto giây của điện tử phát xạ từ bề mặt của chất rắn.

Bằng chứng về sự trễ thời gian dịch chuyển của 2 nhóm điện tử: điện tử phát xạ từ vùng dẫn (đồ thị màu đỏ) và điện tử từ vùng liên kết 4f (đồ thị màu xanh).

Kỹ thuật mới này sử dụng ánh sáng tử ngoại xa (extreme ultraviolet - XUV) kích thích mẫu để phát xạ ra các điện tử theo cơ chế của hiệu ứng quang điện. Cùng lúc đómột xung ánh sáng hồng ngoại dài hơn rất nhiều được chiếu phản xạ trên bề mặt của mẫu. Khi điện tử bật ra khỏi bề mặt mẫu, nó sẽ được gia tốc bởi ánh sáng hồng ngoại hướng về phía cảm biến ghi nhận "thời gian dịch chuyển" (time-of-flight - TOF) được đặt bên trên mẫu. Thiết bị này cho phép ghi nhận thời gian di chuyển của điện tử với độ chính xác tới atto giây.

Nhóm đã chứng tỏ hiệu quả của kỹ thuật này bằng cách nghiên cứu thời gian dịch chuyển của điện tử bật ra khỏi bề mặt của một mẫu tinh thể tungsten khi hấp thụ photon ánh sáng XUV. Họ đã phát hiện ra điện tử thoát ra khỏi vật liệu theo hai nhóm riêng biệt một khoảng thời gian khoảng 110 atto giây . Bằng cách ghi nhận lại động năng của điện tử trong từng nhóm, Krausz cùng các đồng nghiệp đã kết luận rằng nhóm đầu tiên thoát ra là điện tử từ vùng dẫn, và tiếp theo là các điện tử ở trạng thái bị liên kết (trên nhóm f).

Cũng theo các kết quả nghiên cứu của nhóm, có một sự trễ khoảng 20 atto giây xuất hiện do các điện tử liên kết bị kích thích có thể di chuyển dài hơn qua mẫu tungsten so với các điện tử bị kích thích từ vùng dẫn, và do đó các điện tử liên cũng giống như đến từ một vị trí sâu hơn từ trong mẫu. Khoảng 90 atto giây trễ còn lại tương ứng với sự khác biệt về động năng giữa điện tử liên kết và điện tử dẫn (được tạo ra nhờ hấp thụ một photon XUV). Độ phân giải thời gian atto giây thực tế là một giới hạn dịch chuyển của một điện tử hoạt động trong các linh kiện điện tử. Vì thế, trên nguyên tắc, các mạch điện tử tí hon với kích thước chỉ một vài nguyên tử có thể đóng mở dòng điện với tần số lên tới petahertz (10 15Hz), có nghĩa là với một tốc độ nhanh gấp một triệu lần so với các bộ vi xử lý hiện nay. Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại cũng có rất ít các hiểu biết về việc một điện tử chuyển động như thế nào trong những mạch điện tử như thế - và đó là lý do mà nhóm của Krausz tin rằng kỹ thuật của họ có thể hết sức hữu ích cho việc phát triển các linh kiện điện tử trong tương lai.

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Hội nghị Trung ương 4: Phát huy sức sáng tạo con người trong giai đoạn phát triển mới
Phát biểu tại Khai mạc Hội nghị lần thứ Tư Ban Chấp hành Trung ương Đảng, khóa XIV, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm nêu rõ, Hội nghị Trung ương lần thứ Tư vừa phải giải quyết những điều kiện để thực hiện hiệu quả các quyết sách, vừa phải chuẩn bị cơ sở lý luận, tổ chức và con người cho sự phát triển lâu dài của đất nước.
Lào Cai: Thúc đẩy tiếp cận tín dụng xanh trong chuỗi giá trị bảo vệ rừng
Ngày 5/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp với Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) tổ chức Hội thảo “Tài chính vi mô, tín dụng xanh và khả năng tiếp cận vốn của các chủ thể kinh tế quy mô nhỏ trong chuỗi giá trị bảo vệ rừng”.
Lâm Đồng: Hội thảo Giải pháp phát triển kinh tế ban đêm đến năm 2030
Sáng 1/10, tại Trung tâm Hành chính tỉnh Lâm Đồng, Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch phối hợp với Trường Đại học Kinh tế - Tài chính TP Hồ Chí Minh tổ chức Hội thảo khoa học về phát triển kinh tế ban đêm tỉnh Lâm Đồng. Với sự tham dự của đại diện lãnh đạo UBND tỉnh, lãnh đạo các sở, ban, ngành, địa phương cùng gần 100 chuyên gia, nhà khoa học, nhà quản lý và đại diện cộng đồng doanh nghiệp.
Đắk Lắk: Liên hiệp Hội - Thành viên tích cực của Mặt trận trong giai đoạn mới
Là thành viên của Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk phát huy vai trò tập hợp, đoàn kết đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ, làm cầu nối giữa trí thức với Đảng, Nhà nước và Nhân dân. Trong giai đoạn mới, Liên hiệp Hội tỉnh tăng cường phối hợp, phát huy nguồn lực trí tuệ, góp phần củng cố khối đại đoàn kết và thúc đẩy Đắk Lắk phát triển bền vững.
Đại hội Liên hiệp Hội thành phố Cần Thơ lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031
Trong hai ngày 01 và 02/10/2026, tại thành phố Cần Thơ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP Cần Thơ đã long trọng tổ chức Đại hội đại biểu lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031. ThS. Bùi Minh Châu, nguyên Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ, được bầu giữ chức Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Cần Thơ nhiệm kỳ 2026-2031, Ban Chấp hành gồm 36 thành viên.
Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam tham dự Diễn đàn Vi điện tử Toàn Nga 2026
Từ ngày 27/9 đến 3/10, tại Đại học Khoa học - Công nghệ Sirius, Lãnh thổ Liên bang Sirius, Liên bang Nga, đã diễn ra Diễn đàn Vi điện tử Toàn Nga 2026 - một trong những diễn đàn chuyên ngành lớn của Nga về phát triển vi điện tử, cơ sở linh kiện điện tử và các công nghệ điện tử liên quan.
5 nhà khoa học của Liên hiệp Hội Việt Nam được tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” năm 2026
Sáng 2/10/2026, tại Hà Nội, Trung ương Hội Nông dân Việt Nam tổ chức Chương trình tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” lần thứ VII và trao giải Cuộc thi “Sáng tạo kỹ thuật Nhà nông” toàn quốc lần thứ XI năm 2026. Trong số 42 cá nhân được tôn vinh năm nay có 5 nhà khoa học do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam giới thiệu.