中国科大研究人员首次发现非线性电子散射现象

本报讯（记者王磊 通讯员杨保国）记者从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家实验室陈向军教授研究组与罗毅教授合作，利用自主研制的扫描探针电子能谱仪首次发现了非线性电子散射现象，该现象的发现有可能发展出一种革命性的表面单分子探测技术。研究成果发表在最新一期的《自然·物理》上。

电子能量损失谱学是分析材料化学组成的一种重要手段，电子打到样品上会损失能量而发生非弹性散射，电子损失的能量取决于样品原子及其所处的状态，通过收集测量非弹性散射电子，可以获得样品中元素分布和原子相互作用等信息。然而在常规的电子散射中，非弹性电子只占极少的比例，大多数电子是没有能量损失的弹性散射电子。

他们的实验表明，电子在银纳米结构上激发出的局域的等离激元场（样品中电子集体运动形成的场）可以导致非线性的电子散射现象，更多的电子损失能量，使非弹性电子的强度显著增强。罗毅教授提出了一种单电子两步过程的理论模型，解释了这种非线性电子散射。

非线性电子散射不仅是一种全新的物理现象，它同时还会带来一种新的、具有潜力的谱学技术—“非线性电子散射谱学”，未来可以用于研究吸附在金属纳米颗粒上的单个原子或分子。英国著名的科技新闻网站Phys.org和亚洲科学家杂志对该研究成果做了专题报道。

长期以来，陈向军研究组一直利用自主研制的实验装置开展电子与原子分子碰撞的结构与动力学研究，是该领域国际知名的研究组之一。十年前，他们开始尝试把电子能谱学技术与固体表面的扫描探针技术创新性地结合起来，研制扫描探针电子能谱仪。

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