可見光顯微鏡能夠讓我們看到像活體細(xì)胞內(nèi)小器官那般小的微小物體，但它仍無法用來觀測固體中電子在原子間的分布情況。近期，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心表面物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孟勝研究組和羅斯托克大學(xué)極端光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室、德國馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所的科研人員合作，開發(fā)出一種新型的光顯微鏡，即“激光皮米顯微鏡（laser picoscopy）”，用以實(shí)現(xiàn)對固體中價(jià)電子分布的實(shí)時(shí)觀測。 TFNUv<>X  
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該技術(shù)通過跟蹤在激光輻照下固體發(fā)射的高次諧波實(shí)現(xiàn)。高次諧波是在超強(qiáng)激光場驅(qū)動(dòng)下介質(zhì)的一種極端非線性行為，其表現(xiàn)為材料發(fā)射出遠(yuǎn)紫外的相干諧波輻射，其對材料中電子（尤其是價(jià)電子）的狀態(tài)較敏感。因此，對于固體材料，它不僅可用于產(chǎn)生具有極限性能的超短激光脈沖，也可用作一種探測材料內(nèi)部電子性質(zhì)的有效手段。作為全光學(xué)的探測方法，利用高次諧波的固體材料測量不需要高的真空條件及對樣品的解理；由于高次諧波脈沖時(shí)間短，產(chǎn)生的熱效應(yīng)少，因此，對樣品幾乎沒有損傷。和傳統(tǒng)探測手段相比，其時(shí)空分辨率更高，因此，其逐漸被應(yīng)用在對電子能帶結(jié)構(gòu)、拓?fù)湫再|(zhì)及動(dòng)態(tài)電導(dǎo)率等性物性的測量中。 jMTRcj];(  
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X射線、電子束等探針僅對材料的總電子分布敏感，利用傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)價(jià)電子分布的直接空間成像仍具有難度，高分辨的測量更具挑戰(zhàn)性。利用高次諧波在測量上的優(yōu)勢，研究人員使用強(qiáng)大的激光閃光照射晶體材料薄膜，激光脈沖驅(qū)動(dòng)晶體中的電子快速擺動(dòng)。當(dāng)電子與周圍的電子反彈時(shí)，它們在光譜的極紫外部分發(fā)生高次諧波輻射。通過分析這種輻射的性質(zhì)，可制作出一系列具有幾十皮米分辨率的圖片，以說明電子云是如何分布在固體晶格中的原子之間的（圖1）。 }*0,>w>  
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