En trio forskare från universitetet i Göttingen, Université de Technologie de Troyes och Université Paris-Saclay, har utvecklat en teoretisk väg till polariserad elektronstråle nanospektroskopi. I deras tidning publicerad i tidningen Naturfysik , Hugo Lourenço-Martins, Davy Gérard och Mathieu Kociak, skissera en teori som handlar om att etablera ett samband mellan polariserad optisk spektroskopi och spridning av fria elektroner. David Masiello vid University of Washington har publicerat en artikel i News &Views i samma journalnummer som beskriver forskarnas arbete.

Elektronpektroskopi används för att studera den elektroniska strukturen hos atomer och molekyler. Det kan också användas för att studera dynamiken i sådana strukturer. Tekniken bygger på att analysera energierna från elektroner. Men som Masiello noterar, ett problem med elektronspektroskopi är att utan polarisering, den kan inte tillhandahålla samma typ av funktioner som optisk spektroskopi. I denna nya insats, forskarna har funnit ett samband mellan optisk spektroskopi (som är polariserad) och spridning av fria elektroner-ett fynd som antyder möjligheten till polariserad elektronstråle nanospektroskopi. För att hitta denna relation, de fokuserade sina ansträngningar på de dubbla motsatta gränserna som uppstår vid spridning av virvelelektronstrålar som har icke -lokaliserade mål. De började med att titta på gränsen för bred midja och sedan på gränsen för smal midja (där lasern var mycket tydligt fokuserad). De gick sedan vidare till en analys av oelastisk elektronspridning under olika scenarier. Därvid, de fann att virtuella fotoner byts ut när en fri-elektron-virvelstråle avfyras mot ett mål, avslöjar en koppling mellan oelastisk spridning av skalära elektronvågor och polariserad optisk spektroskopi. De kom sedan med en matematisk formel för att beskriva den polariserade elektronenergiförlustsignalen, som de använde för att härleda sannolikheten för energiförlust.

Resultatet av deras arbete visade att energiförlust under spektroskopi möjliggör mätning av den polariserade elektromagnetiska densiteten hos tillstånd (i synnerhet spinntillståndet)-och det tyder på att energiförlust i sådana system kan användas för att hantera problem med nano-optik, möjligen leder till polariserad elektronstråle nano-spektroskopi.

© 2021 Science X Network