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碳納米管：一種具有窄帶光學頻率的超快發射器

發布時間：2018-01-17點擊數：4445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，凝聚態物理學，化學，生物學和表面科學的各種基本過程至關重要。


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


　　這需要兩個尚待實現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。

　　在近期發表在“Advanced Materials”（“碳納米管作為超短發射體，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教授已經成功地證明了在實現場驅動的超快光電子發射方面的令人振奮的發現，該系統能夠比光子驅動的同類產品以更高的相位同步。 

　　使用碳納米管（CNT），已經實現了第一次能量傳播低至0.25eV。這種領先的性能已經通過迄今為止最短光學波長激發的光學子周期電子隧道實現，只有通過團隊在納米工程領域的獨特專長，特別是其獨特的CNT表面結構，才有可能實現這一領先的性能。這些納米表面提供了高場增強和高結構穩定性，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： “我們的結果在科學和技術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構在場驅動的超快光電發射方面首次展示。所使用的CNT使得能夠產生高度連貫的，低能量擴散的電子源，其相對于現有技術中最先進的光場驅動的超快速電子源提高至少一個數量級，并且相對當前光子驅動源提高兩倍。

　　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的金屬微結構所利用。 

　　該論文的作者們相信，在更短的泵浦波長下的場驅動的光電發射可能在不久的將來就會實現，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射系統帶來光明。

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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