“灯光镜片” - 激光以晶体拍摄电子照片

氟化钙晶体中的电子;在氟化钙的晶体中的基督徒Hackenberger电气。

研究人员使用强大的激光闪烁，照射薄，晶体材料的薄膜。这些激光脉冲将晶体电子驱动到快速摆动运动中。当电子用周围电子反弹时，它们在光谱的极端紫外线部分中发出辐射。通过分析该辐射的性质，研究人员组成了示出电子云在晶格中的原子中分布的图像，其分辨率为几十微米的分辨率，这是十亿日的毫米。

该实验为开发了一种开发新的基于激光的显微镜，可以允许物理学家，化学家和材料科学家以前所未有的分辨率和最终控制化学品和电子性质的微科学家，并最终控制化学品和电子性质的细节材料。

几十年来，科学家们使用了闪光的激光闪光来了解微科的内部工作。这种激光器现在可以跟踪固体内的超快微观过程。它们仍然不能在空间上解析电子，即，看电子如何占据晶体中的原子之间的微小空间，以及它们如何形成将原子保持在一起的化学键。原因很长。它是由Abbe的一个多世纪的回来发现。可见光只能辨别尺寸的辨别物体，其波长大约几百纳米。但要看电子，显微镜必须将放大功率增加了几千次。

为了克服这种限制，Goulielmakis和Coworkers采取了不同的道路。它们开发了一种与强大的激光脉冲有用的显微镜​​。它们将其设备称为灯光逸镜。

“强大的激光脉冲可以强迫晶体材料内的电子成为它们周围空间的摄影师。”当激光脉冲穿过晶体内时，它可以抓住电子并将其驱动成快速挥杆运动。“当电子移动时，它会像你的车一样感觉到它的坎迪尔道的不平坦表面，”本集团的研究员Harshit Lakhotia说。当激光驱动的电子交叉由其他电子或原子制成的凸块时，它减速并在远高于激光器的频率下发射辐射。

“通过录制和分析这种辐射的性质，我们可以推断出这些微小的凸起的形状，我们可以绘制博士研究员Hee-Yong Kim表示展示晶体中的电子密度的照片在极端光子实验室。“激光皮肤镜检查结合了凝固到大部分材料的能力，如X射线，以及探测价电子。通过扫描隧道显微镜但仅在表面上扫描后者。“

“通过能够探测的显微镜，您可能很快就能获得计算固态物理工具的性能，”北京物理研究所和理论固态物理学家盛梦说研究团队。“我们可以优化现代，最先进的模型，以预测材料的特性，以更好的细节。这是激光皮肤科的激动人心的方面，“他继续。

现在研究人员正在努力进一步开发技术。他们计划在三维中探测电子，并进一步基准，具有广泛的材料，包括2-D和拓扑材料。“因为激光皮肤检查可以容易地与时间分辨的激光技术结合，因此可能很快就可以在材料中记录真实的电子电影。这是超快科学的长期目标和物质的显微镜“Goulielmakis的结论。

参考：H. Lakhotia，H. Y.Kim，M. Zhan，S. Hu，S. Meng and E. Goulielmakis，自然，H. Y. Zhan，S. Hu，S. Hu，S. Hu，S. Hu。
10.1038 / s41586-020-2429-z