超快激光照射下单晶金刚石针尖的场发射显微镜图像

摘要： 我们在此报道了基于单晶金刚石针尖、受超短光脉冲照射的场发射电子源的空间束流特性。研究表明，激光强度的增加会显著改变发射模式，在高峰值功率下会形成新的发射区域。该区域位于金刚石针尖上与激光照射面相对的另一侧。通过空间分辨能谱分析证实，该区域发射的电子遵循多光子吸收过程。这种发射模式的产生可通过纳米级针尖内部光衍射导致的光场增强非均匀分布及激光吸收效应来解释。针对实际亚波长针尖的数值模拟验证了光场增强的这种局域化现象，并揭示电子轨迹与实验观测到的空间束流分布完全吻合。本工作强调需要严密监控场发射体的表面粗糙度及激光照射条件，以实现对发射模式的精准调控。