中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室陳向軍教授研究組與羅毅教授合作，利用自主研制的掃描探針電子能譜儀發(fā)現(xiàn)了全新的非線性電子散射現(xiàn)象，該現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)展出一種革命性的固體表面單分子探測技術(shù)。研究成果發(fā)表在最新一期的《自然•物理》上，中國科大徐春凱副教授是論文的第一作者。Phys.org網(wǎng)站和《亞洲科學(xué)家雜志》對研究成果做了專題報(bào)道。

　　電子能量損失譜學(xué)是分析材料化學(xué)組成的一種重要手段，它通過測量電子的非彈性散射獲得原子分子的信息。然而在常規(guī)的電子散射中，非彈性電子只占極少的比例，大多數(shù)電子是沒有能量損失的彈性散射電子。陳向軍教授研究組將電子能譜學(xué)技術(shù)與掃描探針技術(shù)結(jié)合自主研制了掃描探針電子能譜儀，并利用針尖場發(fā)射電子束與石墨表面的銀納米結(jié)構(gòu)相互作用，測量散射電子的能譜。實(shí)驗(yàn)表明，銀納米結(jié)構(gòu)激發(fā)出的局域等離激元場可以導(dǎo)致非線性的電子散射現(xiàn)象，使得非彈性電子的強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。羅毅教授提出一種單電子兩步過程的理論模型解釋了這種非線性電子散射。

　　非線性電子散射不僅是一種全新的物理現(xiàn)象，它同時(shí)還會(huì)帶來一種新的、具有潛力的譜學(xué)技術(shù)即“非線性電子散射譜學(xué)”，未來可以用于研究吸附在金屬納米結(jié)構(gòu)上的原子、分子。非線性電子散射過程會(huì)大大提高信噪比，從而實(shí)現(xiàn)固體表面納米空間分辨的原子分子譜學(xué)測量。

　　上述研究得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委、教育部和中組部“千人計(jì)劃”的支持。