消散波揭開奈米世界之窗
- 上線日期：2009/12/21 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
加州理工學院的科學家研發出一種名為「光子誘發近場電子顯微術」(photon-induced near-field electron microscopy)的新型造影技術，號稱結合了電子及光學顯微術的最佳特性。該複合技術能以飛秒(femtosecond, fs)級的時間解析度為奈米物質造影，為直接觀察奈米世界中的超快活動提供了一個新窗口。
隨著奈米科技的日趨重要，科學家越來越需要觀察奈米結構的細節，而上述由Ahmed Zewail等人發明的技術綜合了電子顯微鏡的奈米級空間解析度，以及光學顯微鏡的飛秒級時間解析度，無疑提供了一項研究的新利器。
研究人員以飛秒雷射脈衝照射樣品，製造出消散波(evanescent wave)。消散波與一般行進的光波不同，只存在於樣品表面附近，因而能有效地與表面電子產生交互作用。同時他們也將電子束脈衝聚焦在樣品上，電子會由光場取得能量。研究人員利用被加速的電子來造影，而收集到的電子數目會與消散波的光場強度成正比。
此技術中的電子速度約為光速的70%，因此經過奈米樣品表面的時間不到1 fs，為了在這麼短的時間內加強電子-光子交互作用，研究人員採用兩道同步飛秒雷射脈衝以提高光場強度。改變激發用的光脈衝與造影用的電子脈衝之間的時間差，就可以取得消散場隨時間演化的「快照」，藉以觀察光子及電漿子(plasmonic)元件中的超快反應過程。
對奈米光電元件而言，沿著奈米結構表面傳遞的光波是一個重要的研究課題，而上述新技術的登場可望提供一個研究奈米世界的新方法。詳見Nature 462, p.902 (2009) | doi:10.1038/nature08662。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41274
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
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