量子顯微鏡可觀察納米材料捕光過(guò)程
“這是我們第一次真正看到光被納米材料捕獲時(shí)的動(dòng)態(tài),而不是依靠計(jì)算機(jī)模擬!
今年6月,一篇題為 “Coherent interaction between free electrons and a photonic cavity”《自由電子與光子腔之間的相干相互作用》的論文發(fā)表在 Nature 上,該文第一作者王康鵬(Kangpeng Wang)對(duì)其團(tuán)隊(duì)的最新研究成果作出如上描述。 據(jù)了解,王康鵬是通過(guò)一種記錄光流的四維(4D)電子顯微鏡實(shí)現(xiàn) “首次真正看到光被納米材料捕獲” 的,這臺(tái)顯微鏡可以直接觀察光子晶體內(nèi)捕獲的光,也稱量子顯微鏡(quantum microscope),由以色列理工學(xué)院教授伊多卡米納(Ido Kaminer)及其研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)。 據(jù)卡米納介紹,使用這臺(tái)顯微鏡,可以改變照亮任何納米材料樣本的光的顏色和角度,并匹配出它們的電子相互作用,正如在光子晶體中所展示的那樣。對(duì)于不同顏色的光,光子晶體會(huì)以不同的模式進(jìn)行捕獲,且這一過(guò)程能夠通過(guò)量子顯微鏡看到。 卡米納團(tuán)隊(duì)這一研究成果或?qū)⒂兄谠O(shè)計(jì)新的量子材料以存儲(chǔ)具有高穩(wěn)定性的量子比特、提高手機(jī)以及其他類型屏幕的分辨率和色彩對(duì)比度等,卡米納說(shuō),“一旦我們研究更先進(jìn)的納米 / 量子材料,它將產(chǎn)生更大的影響。” “第一次” 總是令人激動(dòng)且意義非凡的,卡米納團(tuán)隊(duì)的 “第一次看到” 實(shí)為量子領(lǐng)域一大突破。 卡米納團(tuán)隊(duì)開發(fā)的電子顯微鏡,用于觀察多維研究納米級(jí)成像和光子腔 - 自由電子的相互作用。觀察電子光譜的拉比震蕩可以證實(shí),利用電子的量子特性,該量子顯微鏡能夠獲得記錄的近場(chǎng)光學(xué)圖。 可以將該電子顯微鏡視為一個(gè)飛秒泵浦探針裝置,能夠使用光脈沖激發(fā)樣品,用電子脈沖探測(cè)樣品的瞬態(tài),實(shí)現(xiàn)電子脈沖穿透樣品并對(duì)其成像。 雖然早有多種理論預(yù)測(cè)自由電子能夠激發(fā)新的空腔效應(yīng),但是由于相互作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的基本限制,以前對(duì)于自由電子并沒(méi)有觀察到光子空腔效應(yīng)。 這也是卡米納團(tuán)隊(duì)此次研究最大的突破所在,實(shí)現(xiàn)多維納米成像,為超快自由電子 - 光相互作用的研究進(jìn)展引入一種新型量子物質(zhì) —— 量子自由電子 “波包”,它不受固定能量狀態(tài)、光譜范圍和選擇規(guī)則的限制。 此前量子電動(dòng)力學(xué)(QED)已經(jīng)研究了量子物質(zhì)與光的腔模之間的相互作用,這對(duì)于構(gòu)成量子技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)物理學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要。更有效的自由電子 - 空腔 - 光子相互作用可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)耦合、光子量子態(tài)合成和新穎的量子非線性現(xiàn)象。電子顯微鏡和自由電子物理學(xué)的其他領(lǐng)域可以從與光子腔的融合中獲得,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軟物質(zhì)或其他對(duì)射線敏感的材料進(jìn)行低劑量、超快電子顯微鏡檢查。 (來(lái)源:DeepTech深科技)
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最新評(píng)論
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wangjin001x 2020-11-22 17:25量子顯微鏡可觀察納米材料捕光過(guò)程
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mang2004 2020-11-22 20:50here is the paper.
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wjy12323 2020-11-22 22:31非常好,量子顯微鏡可觀察納米材料捕光過(guò)程意義重大
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譚健 2020-11-22 22:40很有意義.
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星空38 2020-11-22 23:55“這是我們第一次真正看到光被納米材料捕獲時(shí)的動(dòng)態(tài),而不是依靠計(jì)算機(jī)模擬。”
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dinisha 2024-08-05 09:21量子顯微鏡如何設(shè)計(jì)
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