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中科大利用能谱仪首次发现非线性电子散射现象

时间:2019-02-10 19:07:05 来源: 荣一平台 作者:匿名


最近,从中国科学技术大学获悉,合肥微尺度材料科学国家实验室研究小组陈向军教授与罗毅教授合作,首次发现了非线性电子散射现象。自行开发的扫描探针电子光谱仪。现象的发现有可能开发出革命性的表面单分子检测技术。研究结果发表在最新一期的《自然。物理》上。

电子能量损失谱是分析材料化学成分的重要手段。当电子撞击样品时,能量损失并发生非弹性散射。电子损失的能量取决于样品原子及其状态,而非弹性则通过收集来测量。通过散射电子,可以获得样品中的元素分布和原子相互作用等信息。然而,在传统的电子散射中,非弹性电子仅占非常小的比例,并且大多数电子是弹性散射电子而没有能量损失。

它通过测量电子的非弹性散射来获得有关原子分子的信息。然而,在传统的电子散射中,非弹性电子仅占非常小的比例,并且大多数电子是弹性散射电子而没有能量损失。陈向军教授的研究小组通过电子能谱与扫描探针技术相结合,独立开发了扫描探针电子能谱仪,并利用尖端场发射电子束与石墨表面的银纳米结构相互作用,测量了散射电子的能谱。 。实验表明,银纳米结构激发的局部等离子体场可导致非线性电子散射,使非弹性电子的强度显着增强。罗毅教授提出了一个单电子两步法的理论模型来解释这种非线性电子散射。

中国科学技术大学合肥国家物理科学实验室陈向军教授与罗毅教授合作开发了扫描探针电子光谱仪。在该实验中,距离样品表面仅几微米的钨尖端被激励以发射携带能量的电子。在电子与石墨表面上的银纳米结构相互作用之后,分散的电子被分析仪收集并根据能量分类。获得他们的能量损失值。利用自行开发的扫描探针电子能谱仪发现了一种新的非线性电子散射现象。这种现象的发现有可能开发出革命性的固体表面单分子检测技术。研究结果发表在最新一期的《自然?物理》上,中国科技大学副教授徐春凯是论文的第一作者。 Phys.org网站和《亚洲科学家杂志》对研究结果进行了专题报告。他们的实验表明,银纳米结构上的电子激发的局部等离子体场(由样品中电子的集体运动形成的场)可导致非线性电子散射,并且更多的电子失去能量。弹性电子的强度显着增强。罗毅教授提出了一个单电子两步法的理论模型,解释了这种非线性电子散射。

据了解,非线性电子散射不仅是一种新的物理现象,而且还带来了一种新的潜在的光谱技术 - “非线性电子散射光谱可用于研究金属纳米中的吸附。粒子上的单个原子或分子。非线性电子散射过程大大提高了信噪比,使固体表面上的纳米空间分辨原子分子光谱成为可能。着名的科技新闻网站Phys.org和亚洲科学家杂志的结果都有所展现。

长期以来,陈向军的研究小组一直在使用独立的实验装置来研究电子和原子碰撞的结构和动力学。它是该领域国际知名的研究团体之一。十年前,他们开始尝试电子光谱和固体表面扫描探针技术的创新组合,以开发扫描探针电子光谱仪。

上述研究得到了科技部,国家自然科学基金,教育部和中央组织部“千人计划”的支持。

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