【把全息電子在捻】

江南布衣

【把全息電子在捻】

 

 

把電子全息捻成

物理學家們用全息電子可靠做什麼，他們已經可以做光子 - 旋波前創建的粒子渦梁在其中心。

 

研究人員說，這種渦旋電子束可以揭示材料的磁性能在原子尺度，可用於建立原子的原子結構。

 

至少從 20世紀 90年代初期，物理學家們已經能夠生產光束中的光子不僅擁有自旋角動量 - 換句話說，是圓極化波 - 但也軌道角動量。

 

這意味著，螺旋波是向周圍的傳播方向，產生渦流圍繞中心所在的梁波強度為零，它的相位是不確定的。

 

這些光束被用於驅動電機和微觀也擔任“光鑷”，捕捉粒子，如生物細胞在它們的漩渦，然後移動它們。

 

今年早些時候馬薩亞內田晃Tonomura研究所的理化學研究所在日本展示了如何產生渦旋光束的電子。

 

他們這樣做是通過引導電子束周圍的小螺旋樓梯狀結構製成極薄的薄片石墨。

 

然而，這項技術是很難再現，因為它涉及一個艱苦的尋找樓梯內的石墨，而不是系統地生產這種結構。

 

該結構也容易受到污染和損害。

 

沒有對象要求

喬 Verbeeck大學在比利時的安特衛普和安特衛普和同事在維也納技術大學說，他們已經克服了這個問題，而改以使電子渦旋光束全息圖。

 

該技術是類似於用來製造光學全息圖，反射的光線中關閉該對象，然後作出一個參考光干涉，造成條紋照相底片上，當原來的照耀下生成一個參考光三二維圖像的對象。

 

關鍵的區別在這種情況下，然而，就是沒有對象是必需的。

 

計算機軟件是用來計算條紋圖案將創建的對象的干擾梁 - 渦梁 - 用參考光束從一個標準的電子顯微鏡。然後，他們用離子束聚焦瓜分了由計算機計算模式在薄鋁箔製成的鉑金面具。

 

光輝的參考光束通過面罩然後生成渦旋光束。

 

我沒有看到一個很好的理由，這可能沒有做十年前，說：Verbeeck。 我一直走在這些想法三，四年，這只是大約六個月前，我真的坐下來思考如何將它們付諸實踐。

 

然後我們生產的光束我們第一次嘗試。 “

 

容易使

Verbeeck指出，石墨片生產的內田和Tonomura必須有一個厚度為納米，精密口述的需要直接操縱階段的電子束。

 

與此相反，他說，在他的組織功能的條紋必須不小於微米，隨著上限的情況來判斷的，需要保持一定的最低渦旋光束之間的距離是擺脫面具。

 

這種微米分辨率相對容易實現，用離子束，正說明這一點非常接近的比賽之間的塑造的形象得到了渦旋光束由本集團與該實驗的模擬計算預（見上圖）。

 

“任何人用正確的設備可以使這些面具和重現實驗”他宣稱。

 

其中一個主要的應用本研究說，Verbeeck，很可能成為調查的磁性在非常小的尺度。

 

他和他的同事們揭示了渦旋光束可提供電子信息，磁性材料，因為他們產生不同的光譜非常輕微根據這些材料是否波前梁螺旋順時針或逆時針的感覺。

 

而且，因為電子通常有一個光子的波長要小得多，這些光束有可能被用來研究物質的磁性原子的原子，允許，例如，改進的自旋電子器件的發展。

 

據 Verbeeck，電子渦旋光束也可用於移動單個原子和分子的周圍，並允許組裝納米電機的物體，如從下往上。

 

內田同意，最新的研究是一個“非常實用的方法”，使電子渦旋光束，他說，將加快利用這些光束在基礎研究領域，如量子力學和粒子物理。

 

佛朗哥紫菜的密歇根大學在美國和日本理化學研究所也認為，口罩生產的Verbeeck的團隊“開放的途徑”的實際使用電子渦旋光束。

 

他說，他們可能特別有用的凝聚態物理，以及電子顯微鏡，但警告說，它往往是很難預測中的應用研究一個特定的一塊。

 

這項工作報告 自然 467 301。

 

關於作者

埃德溫 Cartlidge是一個總部設在羅馬的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/43753