Сверхбыстрая сканирующая туннельная спектроскопия атомного масштаба одиночной вакансии в монослойном кристалле

Физики из Регенсбургского университета организовали сдвиг квантованного электронного уровня энергии с помощью атомных колебаний со скоростью, превышающей триллионную долю секунды. Используя новый тип сверхбыстрого микроскопа с атомным разрешением в сверхбыстрых временных масштабах, удалось напрямую наблюдать как энергия отдельного электрона настраивается вибрациями окружающих атомов. Обнаружено, что можно изменить дискретный энергетический уровень дефекта, вызывая барабанную вибрацию атомно-тонкой мембраны: атомное движение окружающих атомов смещается и, таким образом, можно контролировать энергетический уровень вакансии. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Photonics.

Характеристика и контроль инфракрасной фононной аномалии двухслойного графена в оптико-электрической силовой наноскопии

Корейский научно-исследовательский институт стандартов и науки (KRISS) разработал гибридный наномикроскоп, способный одновременно измерять различные свойства наноматериалов. Прибор сочетает в себе функции атомно-силовой микроскопии, фотоиндуцированной силовой микроскопии и электростатической силовой микроскопии. Вместо использования линз для измерения образца применяется тонкий функциональный зонд, что позволяет одновременно измерять оптические и электрические свойства, а также форму наноматериалов за одно сканирование. Группа метрологии свойств материалов KRISS разъяснила принципы уникальной реакции поглощения инфракрасного излучения, наблюдаемой в двухслойном графене с помощью гибридного наномикроскопа. Исследователи KRISS подтвердили, что это явление вызвано дисбалансом зарядов между двумя слоями графена. Они также экспериментально продемонстрировали способность контролировать поглощение инфракрасного излучения, намеренно вызывая и регулируя дисбаланс зарядов.

Компактный и эффективный сканирующий микроскоп с фотонным разрешением

Разработан компактный и эффективный микроскоп ISM (сканирующая микроскопия изображений), оснащенный матричным детектором однофотонных лавинных диодов (SPAD), способным обеспечивать структурные и функциональные изображения с высоким разрешением в единой архитектуре. Исследование опубликовано в журнале Advanced Photonics. Матричный детектор SPAD состоит из 25 независимых диодов, расположенных в квадратной сетке. Небольшой размер и асинхронное считывание позволяют быстро обнаруживать падающие фотоны флуоресценции. Схема сбора данных, основанная на методе цифровой частотной области (DFD), представляет собой метод гетеродинной выборки, который позволяет строить гистограмму затухания флуоресценции с временным разрешением до 400 пс, что подходит для большинства приложений флуоресцентной визуализации.

Высокоскоростное картирование динамики поверхностного заряда с использованием разреженной сканирующей зондовой силовой микроскопии Кельвина

Для понимания поведения электрического заряда на микроскопическом уровне представлен новаторский подход, который позволяет визуализировать движение заряда на уровне нанометра, или одной миллиардной доли метра, но на скоростях, в тысячи раз превышающих традиционные методы. Для достижения этой возможности был использован сканирующий зондовый микроскоп, оснащенный автоматизированной системой управления, которая обеспечивала уникальную спиральную структуру для эффективного сканирования, а также передовые методы компьютерного зрения для анализа данных. Быстрое и тщательное представление процессов, демонстрируемое новым подходом, ранее было недостижимо.

Силовая микроскопия с временным разрешением с использованием метода модуляции времени задержки

Ранее был разработан метод сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) с временным разрешением, сочетая СТМ с лазерной технологией для достижения наноуровня пространственного разрешения и фемтосекундного временного разрешения. Этот метод сыграл важную роль в выяснении различной динамики фотовозбуждения. Однако зависимость СТМ от электрического тока между зондом и образцом ограничивает его применение проводящими материалами. В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Express, учёные разработала новую систему АСМ с временным разрешением, повысив ее работоспособность за счет объединения АСМ с уникальной технологией ультракоротких лазерных импульсов. Эта разработка позволяет измерять высокоскоростную динамику в более широком диапазоне материалов с нанометровым разрешением, включая изоляторы.

Новый метод измерения дифракции атомов гелия с микроскопическим пространственным разрешением

Исследователи из Кембриджского университета и Университета Ньюкасла недавно представили новый метод измерения дифракции атомов гелия с микроскопическим пространственным разрешением. Этот метод, изложенный в статье в журнале Physical Review Letters, позволяет физикам изучать электроночувствительные материалы и лучше понимать их морфологию с помощью микродифракции гелия. В экспериментах был использован сканирующий гелиевый микроскоп, в котором для коллимации пучка гелия используется точечное отверстие. С помощью этого микроскопа и тщательно разработанной стратегии удалось получить дифракционные картины с небольшой области (около 10 мкм) образца, несмотря на использование фиксированного детектора.

Доказательства наличия спинаронов в атомах Co

Впервые физики-экспериментаторы из Вюрцбург-Дрезденского кластера передовых технологий ct.qmat продемонстрировали новый квантовый эффект, метко названный «спинарон». В тщательно контролируемой среде и с использованием современного набора инструментов им удалось доказать необычное состояние, которое атом кобальта принимает на поверхности меди. Это открытие бросает вызов давнему эффекту Кондо — теоретической концепции, разработанной в 1960-х годах и с 1980-х годов считающейся стандартной моделью взаимодействия магнитных материалов с металлами. Эти революционные открытия были опубликованы сегодня в журнале Nature Physics.

Революционный рентгеновский микроскоп обнаружил звуковые волны глубоко внутри кристаллов

Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики, Стэнфордский университет и Датский технический университет разработали современный рентгеновский микроскоп, способный напрямую наблюдать звуковые волны на мельчайших масштабах — уровне решетки внутри кристалла. Эти результаты, опубликованные на прошлой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, могут изменить способ изучения сверхбыстрых изменений в материалах и связанных с ними свойств.

Оптический метод поляризации свободных электронов в оптических ближних полях в лабораторных условиях

Исследователи из Восточно-китайского педагогического университета и Хэнаньской академии наук недавно представили новый метод поляризации свободных электронов в лабораторных условиях с использованием оптических методов ближнего поля, который влечет за собой применение световых лучей от оптического устройства, расположенного близко к образцу. Их статья, опубликованная в Physical Review Letters, может открыть новые интересные возможности для физики высоких энергий, развития квантовых технологий и материаловедения.

Суперкомпьютерное моделирование обнаруживает сигнатуры электронных орбит

Ученые из UT Austin, Принстонского университета и ExxonMobil непосредственно наблюдали сигнатуры электронных орбиталей в двух разных атомах переходных металлов, железа (Fe) и кобальта (Co), присутствующих в металлофталоцианинах. Эти признаки очевидны в силах, измеренных с помощью атомно-силовых микроскопов, которые часто отражают основные орбитали и могут быть таким образом интерпретированы. Их исследование было опубликовано в марте 2023 года в журнале Nature Communications.