研究人员提出无接触纳米显微概念 有助于研究材料电导率

据国外媒体报道，一个由德国、美国和英国的物理学家组成的研究小组试图以纳米尺度的空间分辨率观察电子从一个原子层移动到相邻原子层的方式。在导电、非导电和超导材料的研究中，非接触纳米显微镜这一新概念具有巨大的应用潜力。

(来源:phys.org)

现在，纳米技术已经成为电脑、智能手机、汽车等电子产品中不可或缺的一部分。晶体管和二极管已经发展到纳米尺度，相当于百万分之一毫米。传统的光学显微镜不足以检测这些纳米结构。在这种情况下，科学家们使用更复杂的电子或扫描隧道显微镜来代替光学显微镜。然而，这些技术使用电子而不是光，这将影响纳米级设备的性能。此外，这些测量技术只能用于导电样品。

雷根斯堡大学雷根斯堡超快纳米显微镜中心(RUN)的Rupert Huber和Jaroslav Fabian、密歇根州立大学的Tyler Cocker和英国曼彻斯特大学的Jessica Boland等物理学家推出了一种新技术，可以在纳米水平上分析电子运动，无需电接触。而且这种新方法可以达到万亿分之一秒的飞秒时间分辨率。结合超高的空间和时间分辨率，有可能在纳米尺度上记录超快电子动力学慢动作图像。

这项技术包含的概念类似于非接触式支付技术。这种支付技术基于既定的频率和宏观协议，如近场通信(NFC)。科学家从纳米尺度探索相关想法，利用尖锐的金属尖端作为纳米天线来接近研究样本。相比之下，在现有技术中，尖端驱动电流通过样品，新概念是通过弱交变电场以非接触方式扫描样品。实验中使用的频率已经提高到太赫兹光谱范围，比NFC扫描仪中的频率高出约10万倍。

通过这些微弱电场的微小变化，得到了关于材料中局部电子运动的准确结论。结合实测结果和实际的量子理论，可以看到这个概念甚至支持定量结果。为了实现高时间分辨率，物理学家使用极短的光脉冲来记录电子在纳米距离内移动的清晰快照。

研究小组选择了一种叫做过渡金属二硫化物的新材料作为第一个测试样品，这种材料可以在原子水平上产生。当这些板以自由选择的角度堆叠在一起时，具有新材料特性的人造固体就会出现。在雷根斯堡的1277合作研究中心，研究人员对这种固体进行了深入研究。研究的样品由两种不同原子厚度的二硫化物分子复合物制成，以测试未来太阳能电池的核心。照射在结构上的绿光会导致电荷载流子出现，并根据极性(太阳能电池的基本原理)向一个或另一个方向移动，将光转化为电。科学家们已经观察到纳米精度的空间和时间超快电荷分离。

令人惊讶的是，即使当二硫化物分子复合层被微小的杂质覆盖时，它也能有效地分离电荷。这些重要的见解有助于优化未来太阳能电池或计算机芯片的新材料。研究人员说:“我们迫不及待地想记录绝缘、导电和超导材料中的电荷转移过程。”据国外媒体报道，一个由德国、美国和英国的物理学家组成的研究小组试图以纳米尺度的空间分辨率观察电子从一个原子层移动到相邻原子层的方式。在导电、非导电和超导材料的研究中，非接触纳米显微镜这一新概念具有巨大的应用潜力。

(来源:phys.org)

现在，纳米技术已经成为电脑、智能手机、汽车等电子产品中不可或缺的一部分。晶体管和二极管已经发展到纳米尺度，相当于百万分之一毫米。传统的光学显微镜不足以检测这些纳米结构。在这种情况下，科学家使用更复杂的电子或扫描隧道显微镜……而不是光学显微镜。然而，这些技术使用电子而不是光，这将影响纳米级设备的性能。此外，这些测量技术只能用于导电样品。

雷根斯堡大学雷根斯堡超快纳米显微镜中心(RUN)的Rupert Huber和Jaroslav Fabian、密歇根州立大学的Tyler Cocker和英国曼彻斯特大学的Jessica Boland等物理学家推出了一种新技术，可以在纳米水平上分析电子运动，无需电接触。而且这种新方法可以达到万亿分之一秒的飞秒时间分辨率。结合超高的空间和时间分辨率，有可能在纳米尺度上记录超快电子动力学慢动作图像。

这项技术包含的概念类似于非接触式支付技术。这种支付技术基于既定的频率和宏观协议，如近场通信(NFC)。科学家从纳米尺度探索相关想法，利用尖锐的金属尖端作为纳米天线来接近研究样本。相比之下，在现有技术中，尖端驱动电流通过样品，新概念是通过弱交变电场以非接触方式扫描样品。实验中使用的频率已经提高到太赫兹光谱范围，比NFC扫描仪中的频率高出约10万倍。

通过这些微弱电场的微小变化，得到了关于材料中局部电子运动的准确结论。结合实测结果和实际的量子理论，可以看到这个概念甚至支持定量结果。为了实现高时间分辨率，物理学家使用极短的光脉冲来记录电子在纳米距离内移动的清晰快照。

研究小组选择了一种叫做过渡金属二硫化物的新材料作为第一个测试样品，这种材料可以在原子水平上产生。当这些板以自由选择的角度堆叠在一起时，具有新材料特性的人造固体就会出现。在雷根斯堡的1277合作研究中心，研究人员对这种固体进行了深入研究。研究的样品由两种不同原子厚度的二硫化物分子复合物制成，以测试未来太阳能电池的核心。照射在结构上的绿光会导致电荷载流子出现，并根据极性(太阳能电池的基本原理)向一个或另一个方向移动，将光转化为电。科学家们已经观察到纳米精度的空间和时间超快电荷分离。

令人惊讶的是，即使当二硫化物分子复合层被微小的杂质覆盖时，它也能有效地分离电荷。这些重要的见解有助于优化未来太阳能电池或计算机芯片的新材料。研究人员说:“我们迫不及待地想记录绝缘、导电和超导材料中的电荷转移过程。”

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