Laser-based angle-resolved photoemission spectroscopy
ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಕೋನ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ದ್ಯುತಿ-ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯು ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಕೋನ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ದ್ಯುತಿ-ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯ ಒಂದು ರೂಪವಾಗಿದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಫೋಟೋಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯು ಪ್ರಬಲ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಇದು 1887 ರಲ್ಲಿ ಹೆನ್ರಿಕ್ ಹರ್ಟ್ಜ್ ಅವರು ಮೂಲತಃ ಗಮನಿಸಿದ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ 1905 ರಲ್ಲಿ ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಅವರು ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಬೆಳಗಿಸಿದಾಗ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಫೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆಃ, ಅಲ್ಲಿ ಆಪಾದಿತ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿ, ವಸ್ತುವಿನ ಕಾರ್ಯ ಕ್ರಿಯೆ. ಹೊರಹಾಕಲ್ಪಟ್ಟ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಆಂತರಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಫೋಟೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸ್ಥಳೀಯ ಬಂಧದ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಯಂತಹ ವಸ್ತುಗಳ ಮೂಲಭೂತ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ವಿಭಿನ್ನ ಆವೇಗವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಿವಿಧ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ, ಕೋನ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ಫೋಟೋ ಎಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಪ್ರಸರಣ ಶಕ್ತಿ-ಆವೇಗ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 20-100 eV ಯ ವಿಶಿಷ್ಟ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ದ್ಯುತಿ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಮೇಲ್ಮೈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ಬೆಳಕು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಪಾದಿತ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಬದಲಿಸಲು ಸಾಟಿಯಿಲ್ಲದ ನಮ್ಯತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚಗಳು, ಕಿರಣದ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಪರ್ಧೆ, ಹಾಗೆಯೇ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಕನಿಷ್ಠ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಎಂದರೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯ (20-100 eV) ಸುತ್ತಲಿನ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂವೇದನೆಗೆ ಮೂಲಭೂತ ಅಡಚಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಕೋನ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ದ್ಯುತಿ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯ ಪರ್ಯಾಯ ಫೋಟಾನ್ ಮೂಲವು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿದೆ. ಫೆಮ್ಟೊಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರೆ, ಪಂಪ್-ಪ್ರೋಬ್ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಚೋದಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು ವಿಧಾನವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು, ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ ಫೋಟೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ. ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಟೇಬಲ್-ಟಾಪ್ ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಕೋನ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ಫೋಟೋ ಎಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಕೆಲವು ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪುಗಳು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿವೆ. ಬೌಲ್ಡರ್ನ ಕೊಲೊರಾಡೋ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಡೇನಿಯಲ್ ಡೆಸೌ ಮೊದಲ ಪ್ರದರ್ಶನವನ್ನು ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರು. ಈ ಸಾಧನೆಯು ಸೌಲಭ್ಯದ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದಲ್ಲದೆ, ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಕಡಿಮೆ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ ಅಭೂತಪೂರ್ವವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೃಹತ್ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 6 eV, ಮತ್ತು ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಉದ್ದವಾದ ಫೋಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗ (2-7 nm) ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ. ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಉನ್ನತ-ಟಿ. ಸಿ. ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಈ ಪ್ರಯೋಜನವು ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಮೇಲಿನ ಪದರಗಳಿಂದ ಫೋಟೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವು ಬೃಹತ್ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿರಬಹುದು. ಬೃಹತ್ ಸಂವೇದನೆಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು ಒಂದು-ಕ್ರಮಾಂಕದ-ಪರಿಮಾಣದ ಸುಧಾರಣೆಯ ಜೊತೆಗೆ, ಆವೇಗದ ನಿರ್ಣಯದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಯು ಸಹ ಬಹಳ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆಃ ಆಪಾದಿತ ಫೋಟಾನ್ನ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತೀಯಗಳು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಕೋನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ವಿಶಾಲವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತವೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕೋನೀಯ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ಗೆ, ಕಡಿಮೆ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವೇಗದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. 6 ಇವಿ ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಆವೇಗದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ 50 ಇವಿ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ಗಿಂತ ಸುಮಾರು 8 ಪಟ್ಟು ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಕಡಿಮೆ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಆವೇಗದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಸಹ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಕೆ-ಜಾಗವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಸಹಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 50 ಇ. ವಿ. ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನಲ್ಲಿ, ಮೊದಲ 4 ಬ್ರಿಲ್ಲೋಯಿನ್ ವಲಯಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಉತ್ತೇಜಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಹಿನ್ನೆಲೆಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಲು ಚದುರುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 6 ಇವಿ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನ ಸಣ್ಣ ಆವೇಗವು ಮೊದಲ ಬ್ರಿಲ್ಲೋಯಿನ್ ವಲಯದ ಕೆಲವು ಭಾಗವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಕೆ-ಜಾಗದ ಸಣ್ಣ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೊರಹಾಕಬಹುದು ಮತ್ತು ಹಿನ್ನೆಲೆಯಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದು. ದುರ್ಬಲ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಮಾಣಗಳ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೈ-ಟಿಸಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳ ಮಾಪನ ಮಾಡುವಾಗ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಹಿನ್ನೆಲೆಯು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಾಕ್ಷಾತ್ಕಾರ ಮೊದಲ 6 ಇವಿ ಲೇಸರ್ ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕೆರ್ ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ಡ್ ಟಿಐ ಅನ್ನು ಬಳಸಿತುಃ ನೀಲಮಣಿ ಆಂದೋಲಕವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮತ್ತೊಂದು ಆವರ್ತನ ದ್ವಿಗುಣಗೊಂಡ ಎನ್ಡಿ ಯೊಂದಿಗೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆಃ 5 ವ್ಯಾಟ್ನ ವನಾಡೇಟ್ ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು ನಂತರ 70 ಎಫ್ಎಸ್ ಮತ್ತು 6 ಎನ್ಜೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇವು 1 ಮೆಗಾಹರ್ಟ್ಝ್ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ದರದೊಂದಿಗೆ ಸುಮಾರು 840 ಎನ್ಎಂ (1.5 ಇವಿ) ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಎರಡನೇ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಪೀಳಿಗೆಯ ಬೆಳಕಿನ ಎರಡು ಹಂತಗಳನ್ನು β-ಬೇರಿಯಂ ಬೊರೇಟಿನಲ್ಲಿ I ಹಂತದ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ 210 nm (~ 6 eV) ಹೊಂದಿರುವ ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾದರಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಫೋಟಾನ್ ಮೂಲವಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ವ್ಯಾಕ್ಯೂಮ್ ಚೇಂಬರ್ಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೊದಲ ಪ್ರದರ್ಶನದಲ್ಲಿ, ಡೆಸೌ ಅವರ ಗುಂಪು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಫೋರ್ಡ್ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಗಾಸಿಯನ್ ಪ್ರೊಫೈಲ್ನೊಂದಿಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿತು, ಪೂರ್ಣ ಅಗಲವು ಅರ್ಧ ಗರಿಷ್ಠ 4.7 ಎಮ್ಇವಿ ಮತ್ತು 200 ಮೈಕ್ರೋವಾಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಹರಿವಿನ (~ 1014-1015 ಫೋಟಾನ್ಗಳು/ಸೆಕೆಂಡುಗಳು) ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್ವಿಡ್ತ್ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಅನ್ನು ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಅನ್ನು ಮೀರಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ಗಮನಾರ್ಹ ಅಂಶವೆಂದರೆ, ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಅಥವಾ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ 1/4 ತರಂಗ ಫಲಕ ಅಥವಾ 1/2 ತರಂಗ ಫಲಕದ ಮೂಲಕ ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಬೆಳಕನ್ನು ಹಾದುಹೋಗುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಬೆಳಕಿನ ಧ್ರುವೀಕರಣವು ಸಂಕೇತ ಮತ್ತು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಅನುಪಾತದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ, ಬೆಳಕಿನ ಧ್ರುವೀಕರಣವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ಗಿಂತ ಬಹಳ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಸುಧಾರಣೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ. ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚಗಳು, ಉತ್ತಮ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವೇಗದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹರಿವು ಮತ್ತು ಫೋಟಾನ್ ಮೂಲದ ಧ್ರುವೀಕರಣ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಸುಲಭತೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಲಾದ ಅನುಕೂಲಕರ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ, ಲೇಸರ್ ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ನಿಸ್ಸಂದೇಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ಸೂಕ್ತವಾದ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಿದೆ. ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನ ಪ್ರಬಲ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಟಿಸಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು. ಈ ಕೆಳಗಿನ ಅಂಕಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಈ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂಕಿ. 1 ಬ್ರಿಲ್ಲೋಯಿನ್ ವಲಯದ ನೋಡಲ್ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ Bi2Sr2CaCu2O8 + d ನ ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಎನರ್ಜಿ ವರ್ಸಸ್ ಮೊಮೆಂಟಂ ಎಂಬ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಸರಣ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂಕಿ. 1 (ಬಿ) ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ. 1 (ಸಿ) ಅನ್ನು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ 28 ಇ. ವಿ. ಮತ್ತು 52 ಇ. ವಿ. ಯ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲದಿಂದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಅಂಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಬೀಮ್ಲೈನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ತೀಕ್ಷ್ಣವಾದ ವರ್ಣಪಟಲದ ಶಿಖರಗಳು, ಪ್ರಬಲವಾದ ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನಿಂದ ಕ್ಯುಪ್ರೇಟ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿನ ಕ್ವಾಸಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಗಳ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. 1 (ಎ). ಇದು ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ನಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಟೇಬಲ್-ಟಾಪ್ ಲೇಸರ್ನಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸರಣ ಶಕ್ತಿ-ಆವೇಗದ ಸಂಬಂಧದ ಮೊದಲ ಹೋಲಿಕೆಯಾಗಿದೆ. (ಎ) ಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಪ್ರಸರಣವು ಸುಧಾರಿತ ಶಕ್ತಿ-ಆವೇಗದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಪ್ರಸರಣ, ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಅಂತರಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಬೋಸನ್ ಜೋಡಣೆಯಂತಹ ಅನೇಕ ಪ್ರಮುಖ ಭೌತಿಕ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿಕಟ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ಅನ್ನು ಸಾಂದ್ರೀಕೃತ ದ್ರವ್ಯ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ವಿಲಕ್ಷಣ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಸ್ವರೂಪದ ಬಗ್ಗೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ತಂತ್ರಗಳಿಂದ ಗಮನಿಸಲಾಗದ ಇತರ ನವೀನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವುದು ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಮಯ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಅನ್ನು ಸಮಯ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ಫೋಟೋಮಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ ಫೋಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಲ್ಲಿ ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ನೀಡಲು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು. ಮೊದಲ ಫೋಟಾನ್ನೊಂದಿಗೆ ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ನಂತರದ ವಿಕಸನ ಮತ್ತು ಸಮಯದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಎರಡನೇ ಪ್ರೋಬಿಂಗ್ ಫೋಟಾನ್ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬಹುದು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪಂಪ್-ಪ್ರೋಬ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೆಲವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಂಬಂಧಿತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ತುಂಬಾ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿರಬಹುದು. ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ವಿವರವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ, ಪಂಪ್-ಪ್ರೋಬ್ ಲೇಸರ್-ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಉಪ-ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ನೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬಹುದು. ಕೋನ-ಪರಿಹರಿಸಿದ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲವನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರಸರಣ ಶಕ್ತಿ-ಆವೇಗ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಲೇಸರ್ ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾದ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವೇಗದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ನೊಂದಿಗೆ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇವು ಬಲವಾಗಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ, ಹೈ-ಟಿಸಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು ವಿಲಕ್ಷಣ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ವಿಮರ್ಶಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿವೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೋಟಾನ್ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಆಧಾರಿತ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಜ್ಞಾನದ ಇತರ ಆಧುನಿಕ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಹುಮುಖ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿದೆ. ಫೋಟೋ ಎಮಿಷನ್ ಎಆರ್ಪಿಇಎಸ್ ಎರಡು-ಫೋಟಾನ್ ಫೋಟೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಎಕ್ಸ್ಪಿಎಸ್ ಫೆರ್ಮಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಲೇಸರ್ ಲೇಖನಗಳ ಪಟ್ಟಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಎಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್-ಸಂಬಂಧಿತ ತಂತ್ರಗಳು