跳动城乡网慢电子用于癌症治疗以及微电子学。很难观察它们在固体中的行为。但维也纳工业大学的科学家使这成为可能。
电子的行为可能会根据其能量的多少而有很大不同。无论您将高能还是低能的电子射入固体，都决定了可以触发哪些效应。
例如，低能量电子可能导致癌症的发生，但相反，它们也可以用来破坏肿瘤。它们在技术上也很重要，例如对于微电子中微小结构的生产。
然而，这些慢电子极难测量。关于它们在固体材料中的行为的知识是有限的，科学家通常只能依靠反复试验。然而，维也纳工业大学现在已经成功获得了有关这些电子行为的有价值的新信息：快电子用于直接在材料中产生慢电子。
这使得以前无法通过实验获得的细节得以破译。该方法现已发表在《物理评论快报》杂志上。
同时有两种电子
维也纳工业大学应用物理研究所的沃尔夫冈·沃纳教授说：“我们对慢速电子在材料内部的作用很感兴趣，例如在晶体内部或活细胞内部。”“为了找到答案，你实际上必须直接在材料中建立一个小型实验室，以便能够直接在现场进行测量。但这当然是不可能的。”
您只能测量从材料中释放出来的电子，但这并不能告诉您它们在材料中的哪个位置被释放以及从那时起它们发生了什么。维也纳工业大学的团队借助快速电子穿透材料并刺激其中的各种过程解决了这个问题。
例如，这些快速电子会扰乱材料的正电荷和负电荷之间的平衡，从而导致另一个电子从其位置脱离，以相对较低的速度行进，并且在某些情况下逃离材料。
现在关键的一步是同时测量这些不同的电子。“一方面，我们将电子射入材料中，并在它再次离开时测量其能量。另一方面，我们还测量同时从材料中射出的慢速电子，”沃纳说。通过组合这些数据，可以获得以前无法访问的信息。
不是疯狂的级联，而是一系列的碰撞
快速电子在穿过材料的过程中损失的能量提供了有关其穿透材料的深度的信息。这反过来又提供了有关较慢电子从其位置释放的深度的信息。
这些数据现在可用于计算材料中慢速电子释放能量的程度和方式。首次使用这些数据可以可靠地验证关于此的数值理论。
这带来了一个惊喜：之前人们认为材料中电子的释放是级联发生的：一个快速电子进入材料并撞击另一个电子，然后该电子被从其所在位置撕裂，导致两个电子移动。然后，这两个电子将从其位置上移走另外两个电子，依此类推。
新数据表明事实并非如此：相反，快速电子经历了一系列碰撞，但始终保留了大部分能量，并且在每次相互作用中只有一个相对较慢的电子脱离其位置。
“我们的新方法在非常不同的领域提供了机会，”沃纳说。“我们现在终于可以研究电子在与材料相互作用时如何释放能量。
“例如，正是这种能量决定了癌症治疗中是否可以破坏肿瘤细胞，或者电子束光刻中是否可以正确形成半导体结构的最精细细节。”
