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碳納米管：一種具有窄帶光學頻率的超快發(fā)射器

發(fā)布時間：2018-01-17點擊數(shù)：5109次

　　加州理工學院諾貝爾獎獲得者Ahmed Zeweil教授率先推出的超快電子顯微鏡（UEM），或更廣泛地稱為4D電子顯微鏡，這種顯微鏡提供了一種前所未有的超高速物理和化學過程研究手段，對于深入理解光學，電子學，凝聚態(tài)物理學，化學，生物學和表面科學的各種基本過程至關(guān)重要。


　　如果空間和時間分辨率同時達到具有挑戰(zhàn)性的埃和阿秒級，這種4D電子顯微鏡被廣泛認為是一種革命性的傳統(tǒng)表征技術(shù)。


　　這需要兩個尚待實現(xiàn)的來自探測電子束的特性。在折中的窄帶能量分布的情況下，目前最先進的UEM采用光驅(qū)動源，這種光源能夠提供簡單但相對較差的時間分辨率。

　　在近期發(fā)表在“Advanced Materials”（“碳納米管作為超短發(fā)射體，光學頻率窄能量擴散”）的研究成果中，來自中國國家納米科學中心的戴慶教授和他的研究小組，北京大學和阿爾托大學的Zhipei Sun教授已經(jīng)成功地證明了在實現(xiàn)場驅(qū)動的超快光電子發(fā)射方面的令人振奮的發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)能夠比光子驅(qū)動的同類產(chǎn)品以更高的相位同步。 

　　使用碳納米管（CNT），已經(jīng)實現(xiàn)了第一次能量傳播低至0.25eV。這種領(lǐng)先的性能已經(jīng)通過迄今為止最短光學波長激發(fā)的光學子周期電子隧道實現(xiàn)，只有通過團隊在納米工程領(lǐng)域的獨特專長，特別是其獨特的CNT表面結(jié)構(gòu)，才有可能實現(xiàn)這一領(lǐng)先的性能。這些納米表面提供了高場增強和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，作為顯微鏡和光譜學中的新一代超快電子源具有很大的潛力。

　　　　
　　戴慶教授評論說： “我們的結(jié)果在科學和技術(shù)上對下一代的阿秒科學和光波電子學研究具有重要的意義。
這項研究是自組裝納米結(jié)構(gòu)在場驅(qū)動的超快光電發(fā)射方面首次展示。所使用的CNT使得能夠產(chǎn)生高度連貫的，低能量擴散的電子源，其相對于現(xiàn)有技術(shù)中最先進的光場驅(qū)動的超快速電子源提高至少一個數(shù)量級，并且相對當前光子驅(qū)動源提高兩倍。

　　該小組將他們在原子尺度上操縱材料的技能結(jié)合起來，這使得他們第一次在波長只有410納米波長處進行光電發(fā)射；410nm波長是一個易于使用且相對便宜的光學窗口，該波長還沒有被傳統(tǒng)的金屬微結(jié)構(gòu)所利用。 

　　該論文的作者們相信，在更短的泵浦波長下的場驅(qū)動的光電發(fā)射可能在不久的將來就會實現(xiàn)，他們相信這將重塑我們對強場物理的理解，并可能為全新類型的電子發(fā)射系統(tǒng)帶來光明。

來源：國家納米科技中心

https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49027.php文章出處


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