| 2022年6月23日 |
拍攝工作中的電子（Nanowerk新聞柏林工業大學光學與原子物理研究所的物理學家開發了一種新方法，可以在透射電子顯微鏡(TEM)中獲得周期過程的運動圖像。這些過程的例子包括被稱為半導體納米結構的最先進的電子元件的開關。在此之前，不可能詳細觀察到這些過程的內部工作原理。 |
| 該方法由Tolga Wagner博士在Michael Lehmann教授的監督下開發，其新穎之處在於研究團隊發明了一種全新的快門或“門控”技術(已獲得專利- EP3376522A1;TW201833521A;US2020103213A1;WO2018166786A1)，用於在TEM中“在樣品中工作的電子薄膜”。該顯微鏡位於柏林-夏洛滕堡的柏林工業大學校園，特別針對電子全息(EH)研究進行了優化。 |
| 這種新方法使得研究基本物理過程(例如半導體納米結構中的載流子動力學)的工作更容易。 |
| “電子顯微鏡領域的研究人員總是試圖保持測量條件盡可能穩定，”瓦格納博士說。 |
| 高分辨率透射電子顯微鏡對振動、熱不穩定性和電磁場波動等破壞性外部因素非常敏感。對於電子全息術更是如此。 |
| 為了提供樣品內電位分布等方麵的信息，電子全息術需要兩個相幹電子波重疊(幹涉)。這就產生了一種幹涉圖案，即電子全息圖，然後就可以被捕捉到。要做到這一點，電子波必須處於相對穩定的排列狀態。 |
| 然而，瓦格納博士和他的同事們故意打亂了測量過程。它們隻允許短時間的幹擾，而不是保持最大的穩定性。這樣產生的信息完全來自發生幹涉圖樣的時期。這段時間的長短(幾乎)沒有限製。通過合理的努力，皮秒範圍內的時間分辨率(眨眼的百萬分之一)是可能的。 |
| 此外，該裝置對破壞性的外部因素非常敏感，這意味著它不需要花費太多精力來抑製幹擾。 |
| “我們新方法背後的基本思想是，我們使用有針對性的幹擾因素來快速開關幹擾。這就是我們的快門方法所基於的原理，這就是為什麼我們稱之為‘幹擾門控’，”瓦格納博士解釋道。“門”的位置和寬度決定了信息被捕獲的時間和時長。 |
| 利用這項技術，柏林工業大學的物理學家設法將透射電子顯微鏡的時間分辨率從秒提高到25納秒(Ultramicroscopy，幹涉門控的納秒電子全息術)．這些是包括半導體在內的各個領域的電子工藝的時間表。 |
| 瓦格納博士補充說:“使用我們開發的時間分辨電子全息術方法，現在可以拍攝電子通過僅納米(百萬分之一毫米)大小的半導體運動所引起的電位變化。” |
