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oe1(光电查) - 科学论文

31 条数据
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  • 2016年欧洲显微镜学大会：会议录 || 钻石压砧高压腔中石墨向金刚石（13C）的直接转变

    摘要： 作为自然界中最坚硬的物质，钻石对科学研究具有重要价值。然而钻石的形成过程复杂，需要极端条件。Bundy和Kasper（1967）首次在超过约13 GPa静压和约1000°C以上温度条件下合成了新型碳结构——六方金刚石[1]。室温下石墨晶体结构在15 GPa压力内保持稳定，更高压力下会丧失部分石墨特性形成亚稳态石墨或非晶相[2]。多晶石墨向金刚石的转变需在近70 GPa静水压处理后发生[3]。包括新相形核与发展阶段的固态相变过程，几乎总是与弹性应力弛豫相关[4]，在石墨-金刚石转化中后者可能起主导作用。本研究目标是在金刚石压砧高压腔中通过直接相变实现石墨向金刚石的转化，其中弹性应力可通过样品塑性变形实现弛豫。实验在无催化剂条件下于室温进行，对13C施加25 GPa压力进行剪切变形。采用透射电子显微镜（TEM）和电子能量损失谱（EELS）分析所得材料结构。为避免实验所得金刚石与压砧金刚石混淆，我们使用13C同位素原子构成的石墨作为前驱体（压砧采用常规12C金刚石）。每次TEM检测前均通过拉曼光谱验证样品仅含13C（金刚石）而无12C。TEM和EELS分析使用JEOL JEM-2010高分辨透射电镜完成。结果显示实验系列样品同时存在多个碳相：剪切金刚石压砧腔（SDAC）高压处理后观察到含六方石墨与大量三方石墨片段，以及金刚石和六方金刚石。图1显示含三方石墨的片段；图2a展示{111}晶面夹角70°的金刚石结构片段（晶面间距0.206 nm）；图2b的EELS谱明确归属于金刚石。由此证实13C-石墨在25 GPa压力SDAC处理后（至少部分）可直接转化为13C-金刚石，该室温直接相变无需催化剂。

    关键词： 电子能量损失谱、高压、剪切式金刚石压砧、高分辨透射电子显微镜

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 截断介质板中的振动电子能量损失谱

    摘要： 专为扫描透射电子显微镜中的电子能量损失谱（EELS）设计的专用仪器，使得利用聚焦电子束探测物质中极低能损耗激发成为可能。本研究探讨了快电子与二氧化硅中光学声子模式的纳米尺度相互作用。我们重点分析了两种几何构型下EEL谱的空间依赖性：自由悬浮的二氧化硅截断薄片，以及二氧化硅与硅的结区薄片。两种情况下均识别出不同损耗通道（包含对总电子能量损失起作用的极化激元与非极化激元贡献），并获得了相应的能量过滤成像图。此外，我们通过理论模拟与实验结果对比了二氧化硅-硅结区的情况，并基于常规实验装置中光学声子激发的条件，讨论了能量过滤成像图可达到的空间分辨率。

    关键词： 光学声子模式、非极化激元、极化激元、二氧化硅、电子能量损失谱、EELS、硅

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • [IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 超高亮度LaB<inf>6</inf>纳米线阴极的新应用

    摘要： 电子显微镜可能是对高亮度电子源要求最严苛的应用。这是因为电磁透镜同时存在色差和球差。这些透镜缺陷限制了可聚焦电子的范围——这些电子需要尽可能源自微小区域，并在单位速度下以小角度扩散。亮度和能量展宽（这两个与上述要求密切相关的参数）因此成为预测电子光学系统可实现分辨率的最重要指标。第三个关键因素是稳定性，这是商用仪器必须满足的通用要求：仪器需以可重复的方式提供有保障的性能表现。本研究将介绍一种纳米发射器，其在上述三个特性方面均优于现有电子源。

    关键词： 电子显微镜，电子能量损失谱，场发射

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 等离激元学 || 通过电子能量损失谱研究金和金银纳米线及纳米线二聚体中的等离激元模式

    摘要： 在本章中，我们回顾了近期通过结合扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱（STEM-EELS）研究金属纳米线及纳米线二聚体表面等离激元模式的工作。凭借极高的空间分辨率，STEM-EELS是可视化纳米线中多极序表面等离激元模式并研究其共振能量与纳米线尺寸、孔隙率等参数依赖关系的有力技术。此外，我们还研究了间距小于10纳米或通过微小金属桥连接的纳米线间的表面等离激元杂化现象。此类结构会产生强烈依赖于间隙或桥接尺寸的新模式，其实验结果得到了有限元模拟的支持。所研究的纳米线及二聚体采用电沉积法在蚀刻离子径迹模板中制备，并结合选择性溶解工艺完成。文中还讨论了这些合成技术及其在制备等离激元纳米结构方面的优势。

    关键词： 纳米线二聚体、扫描透射电子显微镜、离子径迹技术、电子能量损失谱、纳米间隙、纳米线、电沉积、等离子体杂化、蚀刻离子径迹膜、表面等离子体、金

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 具有局域等离子体增强磁光性能的钇铁石榴石/铋量子点异质结构合成

    摘要： 光与磁性物质之间的相互作用因其潜在应用于纳米光子学、自旋电子学和高精度传感而备受关注。本研究通过分子束外延技术在磁性绝缘体钇铁石榴石（YIG）上生长了具有强自旋-轨道耦合的铋量子点（Bi-QDs）。与裸露YIG薄膜相比，YIG/Bi-QDs材料展现出高达130%的增强磁光克尔旋转效应。将Bi-QDs引入镥-铋共掺杂YIG薄膜后，形成的混合体系克尔旋转强度显著提升（从1626毫度增至2341毫度）。铁磁共振测量显示YIG/Bi-QD异质结构中有效磁化强度和界面自旋-轨道场均有所增加。通过高空间分辨的电子能量损失谱测绘局域等离激元，发现Bi-QD表面及YIG/Bi-QD界面处的等离激元强度均得到增强。Bi-QDs的引入通过降低光学反射率和提高有效磁化强度增强了克尔旋转效应。这种Bi-QD增强的磁光效应为开发高效纳米级光开关、自旋电子器件乃至等离激元纳米天线提供了可能。

    关键词： 电子能量损失谱、表面等离激元共振、铋量子点、铁磁共振、磁光材料

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 2016年欧洲显微镜学大会论文集 || 利用电子能量损失谱表征局域表面等离子体

    摘要： 局域表面等离子体共振（LSPRs）是金属纳米颗粒表面导带电子的相干集体振荡现象。该效应能将近场光限制在亚衍射极限尺度，在颗粒表面产生强电场，从而显著增强光与物质的相互作用，广泛应用于表面增强拉曼光谱（SERS）、光热癌症治疗和太阳能收集等领域。虽然现有近场/远场光学方法可探测LSPRs，但其空间分辨率仅达数十纳米量级。相比之下，扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子能量损失谱（EELS）兼具亚纳米分辨能力与激发光学可及/不可及等离子体模式的功能，已成为领先技术（图1）。本报告将简要介绍STEM/EELS技术，并展示其在LSPRs表征中的优势。除传统LSPR成像应用外，我们最新研究表明STEM/EELS还能实现纳米尺度LSP-半导体能量转移的空间映射。作为探索纳米世界的窗口，STEM/EELS技术前景广阔，必将推动分子科学、光学、材料、信息和能源等领域的持续进步。

    关键词： 局域表面等离子体、热电子、扫描透射电子显微镜、能量转移、电子能量损失谱

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 红外等离子体激元：金纳米线中法布里-珀罗共振阻尼的扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱表征

    摘要： 具有强中红外响应特性的材料因其潜在应用于长波段超材料、光子器件、分子检测及催化领域而备受关注。本研究采用单色化与像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）中的高能量分辨率（80 cm?1，10 meV）电子能量损失谱（EELS），解析了金纳米线中模式能量覆盖约1000至8000 cm?1范围的多极表面等离激元共振（SPR）——亦称法布里-珀罗（FP）共振。STEM-EELS技术可在单次测量中获取这些中近红外响应特性，避免了近场光学技术获取同类数据时固有的困难。通过实验测量的FP共振能量与线宽，结合解析模型和全波数值电动力学模拟，我们全面揭示了辐射损耗与本征损耗对总阻尼率的贡献机制。研究发现部分FP模式的退相位时间超过60飞秒，这几乎是先前报道的红外波段单个金纳米颗粒最长等离激元退相位时间的两倍。FP共振能量在红外波段具有长退相位时间及宽调谐范围的特点，为在退相位发生前利用红外等离激元能量提供了新的可能性。

    关键词： 金纳米线、等离子体退相位时间、法布里-珀罗共振、红外等离子体学、扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱（STEM-EELS）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 局域表面等离子体共振诱导的金纳米三角焊接及其在多色传感与光捕获应用中的局部等离激元特性

    摘要： 连续光照激发金纳米三角的局域表面等离子体共振，促使两个相邻纳米三角焊接成一个纳米颗粒。金纳米三角尖端产生的面对面局域表面等离子体共振促进了纳米三角的焊接，形成了电磁无缝键合。我们通过扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱分析了所得纳米结构，证实键合点处产生了能量为2.3 eV的局域等离子体模式（该模式在未键合的两个相邻金纳米三角中未出现）。实验获得的电子能量损失谱与图谱均得到边界元法模拟数据的支持。本研究通过位点选择性焊接方法成功构建了电磁连续的纳米结构，实现了对纳米颗粒局域表面等离子体共振（包括局域位点、共振波长和增强因子）的调控。通过纳米颗粒焊接产生的局域表面等离子体共振模式可应用于多色传感和光捕获领域。

    关键词： 等离子体激元模式、位点选择性焊接、纳米粒子、电子能量损失谱、局域表面等离子体共振、金纳米三角形

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 帐篷、椅子、玉米饼、风筝与鱼竿：单孪晶镁纳米颗粒的形貌与等离激元特性

    摘要： 某些金属的纳米结构能够维持被称为局域表面等离子体共振（LSPR）的光驱动电子振荡，从而产生吸收、散射和局部电场增强效应。其共振频率由纳米粒子（NP）的形状和尺寸决定，这推动了对新结构发现与控制的大量研究。LSPR特性还取决于组成成分；传统稀有昂贵的贵金属（银、金）正日益被地壳中含量丰富的替代材料所超越，其中镁是一种令人振奋的候选材料，能够在紫外、可见光和近红外光谱范围内维持共振。在此，我们报道了一组基于镁纳米粒子、呈现不同孪晶模式（包括(10 1)、(10 2)、(10 3)和(11 1)）的形状的数值预测和实验验证，这些模式分别形成帐篷形、椅子形、玉米饼形和风筝形纳米粒子。由于镁以六方密堆积结构结晶（与之相对的是立方结构的铝、铜、银和金），这些结构与典型等离子体金属获得的结果截然不同。对各种结构光学响应以及尺寸和长径比影响的数值研究揭示了它们丰富的共振模式，这些模式得到了单粒子光学散射实验的支持。此外，通过扫描透射电子显微镜电子能量损失谱对近场等离子体分布进行的相应数值和实验研究，揭示了与六方板或圆柱棒都不同的模式性质和分布。这些由地壳中含量丰富的镁制成的纳米粒子，为在紫外、可见光和近红外光谱范围内实现纳米尺度光控提供了有趣的方法。

    关键词： 纳米等离子体学、纳米粒子形貌、镁纳米粒子、局域表面等离子体共振、电子能量损失谱、Wulff构造法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用电子能谱技术监测非局域等离子体中的强耦合现象

    摘要： 等离激元-激子极化激元为纳米尺度下调控光-物质相互作用提供了令人振奋的可能性，既能深入探究量子光学效应，又可推动基于玻色-爱因斯坦凝聚和极化激元激光等新技术的发展。然而观测与可视化这些极化激元具有挑战性，传统光学显微技术常导致对等离激元-激子耦合产生机制及强度的判断存在歧义。电子显微镜虽能更可靠地研究和验证极化激元本质，但仍受仪器局限性和分辨率制约。因此建立电子束激发极化激元的简明理论描述，对补充现有实验研究至关重要。 本研究运用电子能量损失概率与光子发射概率的解析解，评估通过新兴的电子能量损失谱技术或迄今未应用于此领域的阴极荧光谱技术所研究的等离激元-激子耦合。预见到需在等离激元响应中考虑量子修正，我们在广义非局域流体动力学框架下扩展了这些解决方案。以核壳球形等离激元-分子杂化体为具体案例，通过流体动力学德鲁德模型处理屏蔽效应、采用广义非局域光学响应理论处理非局域阻尼，从而突破标准局域响应近似。研究表明：电子显微技术在描述发光体与光学手段难以激发的更高阶等离激元多极子相互作用方面极具优势——这种响应在采用量子修正模型时依然存在。因此，本研究既为强耦合纳米光子学领域改进和深化利用电子显微技术这一开放课题，提供了坚实的理论基础与支撑论证。

    关键词： 电子能量损失谱、非局域流体动力学描述、阴极荧光光谱、量子等离激元学、等离激元-激子极化激元

    更新于2025-09-23 15:19:57