Физики превратили электронный луч в штопор
Ученым в первый раз удалось закрутить луч электронов – взять пучки с ненулевым орбитальным угловым моментом.
Ученым ранее уже получалось приобретать лучи света с ненулевым орбитальным моментом, в которых гребни волн обрисовывают винтовую поверхность, напоминающую простой штопор. Для этого фотоны пропускались через спиральную фазовую пластинку, в большинстве случаев изготавливаемую из кремния при помощи литографии (приблизительно так же, как печатаются компьютерные чипы). Поверхность пластины (см рис) не горизонтальна, причем угол наклона касательной плоскости к точке зависит от толщины пластины в этом месте.
С электронным лучом возможно было бы поступить так же, но большая толщина таковой пластинки не должна быть больше 100 нанометров – создавать подобные структуры ученые пока не могут. Дабы преодолеть эту трудность, исследователи отказались от ровной формы пластинки и сделали ее ступенчатой. В качестве материала употреблялась бронзовая матрица с углеродным покрытием, в которую были помещены куски графита разной высоты.
Конкретно для опыта ученые применяли электронный пучок с энергией 300 килоэлектронвольт. Пучок разделялся на две половины: одна проходила через графитовую фазовую пластинку, а вторая оставалась нетронутой. Затем два луча сводили в один и направляли на экран.
Анализ изображения (дифракционной картины) разрешил установить, что электронный пучок вправду закручивался по спирали.
По словам исследователей, подобные электронные лучи могут быть очень полезны в электронной микроскопии. Дело в том, что на данный момент чтобы получить изображение анализируется интенсивность электронного пучка. Физики считают, что в закрученных пучках возможно будет получать данные и о фазе отраженного от объекта электронного луча.
Как следствие – полученные так изображения будут более четкими.
Статья ученых показалась в издании Nature.
Опубликовано вNanoWeek,
- Прошлая статья:Русские ученые поведали о запуске коллайдера на рекордной энергии
