西湖大學(xué)科研團隊發(fā)現(xiàn)世界首個光陰極量子材料
3月10日,西湖大學(xué)理學(xué)院何睿華課題組連同研究合作者一起,發(fā)現(xiàn)了世界首例具有本征相干性的光陰極量子材料,其性能遠超傳統(tǒng)的光陰極材料,且無法為現(xiàn)有理論所解釋,為光陰極研發(fā)、應(yīng)用與基礎(chǔ)理論發(fā)展打開了新的天地。 北京時間3月9日凌晨,相關(guān)論文《一種鈣鈦礦氧化物上的反常強烈相干二次光電子發(fā)射》,已提前線上發(fā)表于《自然》期刊。西湖大學(xué)博士研究生洪彩云、鄒文俊和冉鵬旭為共同第一作者,西湖大學(xué)理學(xué)院終身副教授何睿華為通訊作者。 1887年,德國物理學(xué)家赫茲在實驗中意外發(fā)現(xiàn),紫外線照射到金屬表面電極上會產(chǎn)生火花。1905年,愛因斯坦基于光的量子化猜想,提出了對該現(xiàn)象的理論解釋。這標志著量子力學(xué)大門的正式開啟。由此,將“光”轉(zhuǎn)化為“電”的“光電效應(yīng)”,以及能夠產(chǎn)生這個效應(yīng)的“光陰極”材料,正式進入了人類的視野。 這些光陰極材料基本上都是傳統(tǒng)金屬和半導(dǎo)體材料,大多數(shù)在60年前被發(fā)現(xiàn)。它們已成為當代粒子加速器、自由電子激光、超快電鏡、高分辨電子譜儀等尖端科技裝置的核心元件。然而,這些傳統(tǒng)材料存在固有的性能缺陷——它們所發(fā)射的電子束“相干性”太差,也就是,電子束的發(fā)射角太大,其中的電子運動速度不均一。這樣的“初始“電子束要想滿足尖端科技應(yīng)用的要求,必須依賴一系列材料工藝和電氣工程技術(shù)來增強它的相干性,而這些特殊工藝和輔助技術(shù)的引入極大地增加了“電子槍“系統(tǒng)的復(fù)雜度,提高了建造要求和成本。 ![]() 攝影師鏡頭下,首例具有本征相干性的光陰極量子材料:鈦酸鍶。 |