Ett team av forskare ledda av professor Dong Eon Kim vid Pohang University of Science and Technology och professor X. Lai vid Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology har uppnått ett genombrott inom ultrasnabb avbildning genom att separat och tydligt observera två distinkta holografiska mönster, spindelbens- och fiskbensliknande, för första gången.
Teamet använde nästan encykellaserpulser inte bara för att avslöja och identifiera spindelbensliknande och fiskbensliknande mönster, utan också Gouy-faseffekten på elektronhologrammet. Detta arbete öppnar en väg för att korrekt extrahera den internukleära separationen av en målmolekyl från ett holografiskt mönster.
Forskningsuppsatsen är publicerad i tidskriften Light:Science &Applications .
Traditionella avbildningsmetoder, såsom röntgendiffraktion, har begränsningar när det gäller att fånga den snabba rörelsen av elektroner i molekyler. Denna nya metod, baserad på starkfältsfotoelektronholografi (SFPH), lovar att revolutionera vår förståelse av dessa grundläggande byggstenar med en oöverträffad upplösning.
Genom att använda bärarhölje-faskontrollerade, nästan encykellaserpulser kunde teamet tydligt visualisera och identifiera distinkta holografiska mönster, och avslöja detaljer om elektrondynamik inom en målmolekyl eftersom inter-cykelinterferensmönster som tidigare hade hindrat SFPH-mätningar undertrycktes.
"För första gången har dessa mönster observerats direkt," förklarade professor Kim. "Vårt tillvägagångssätt tillåter oss att kontrollera elektronbeteende på en attosekunds tidsskala [en attosekund är en miljarddels miljarddels sekund]."
Forskarna visade kraften i deras metod genom att extrahera strukturell information om målmolekylen. Resultaten hittar tillämpningar inom områden som sträcker sig från kemi och biologi till materialvetenskap.
Viktigt är att detta nya tillvägagångssätt är enklare än tidigare metoder som ofta kräver flera mätningar. Detta framsteg är mångsidigt, med potential att kombineras med andra tekniker för att ge ännu mer exakt kontroll och insikter.
"Vårt arbete öppnar spännande vägar för att studera molekylär dynamik och kontrollera kemiska reaktioner", säger professor Kim.
Mer information: Tsendsuren Khurelbaatar et al, Strong-field photoelectron holography in the subcycle limit, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01457-7
Journalinformation: Ljus:Vetenskap och tillämpningar
Tillhandahålls av Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, CAS
