中國(guó)科大發(fā)現(xiàn)全新的非線性電子散射現(xiàn)象

      中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室陳向軍教授研究組與羅毅教授合作，利用自主研制的掃描探針電子能譜儀發(fā)現(xiàn)了全新的非線性電子散射現(xiàn)象，該現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)展出一種革命性的固體表面單分子探測(cè)技術(shù)。研究成果發(fā)表在最新一期的《自然?物理》上，中國(guó)科大徐春凱副教授是論文的第一作者。Phys.org網(wǎng)站和《亞洲科學(xué)家雜志》對(duì)研究成果做了專題報(bào)道。

　　電子能量損失譜學(xué)是分析材料化學(xué)組成的一種重要手段，它通過(guò)測(cè)量電子的非彈性散射獲得原子分子的信息。然而在常規(guī)的電子散射中，非彈性電子只占極少的比例，大多數(shù)電子是沒(méi)有能量損失的彈性散射電子。陳向軍教授研究組將電子能譜學(xué)技術(shù)與掃描探針技術(shù)結(jié)合自主研制了掃描探針電子能譜儀，并利用針尖場(chǎng)發(fā)射電子束與石墨表面的銀納米結(jié)構(gòu)相互作用，測(cè)量散射電子的能譜。實(shí)驗(yàn)表明，銀納米結(jié)構(gòu)激發(fā)出的局域等離激元場(chǎng)可以導(dǎo)致非線性的電子散射現(xiàn)象，使得非彈性電子的強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。羅毅教授提出一種單電子兩步過(guò)程的理論模型解釋了這種非線性電子散射。

　　非線性電子散射不僅是一種全新的物理現(xiàn)象，它同時(shí)還會(huì)帶來(lái)一種新的、具有潛力的譜學(xué)技術(shù)即“非線性電子散射譜學(xué)”，未來(lái)可以用于研究吸附在金屬納米結(jié)構(gòu)上的原子、分子。非線性電子散射過(guò)程會(huì)大大提高信噪比，從而實(shí)現(xiàn)固體表面納米空間分辨的原子分子譜學(xué)測(cè)量。

　　上述研究得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、教育部和中組部“千人計(jì)劃”的支持。

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