今天的第四篇专业内容，也是美国在科学领域的第三次突破来啦，美国能源部阿贡国家实验室的科学家们在几百万亿分之一秒内发现当金纳米粒子靠近一层石墨烯的单原子厚碳片边缘时，其行为异常，这可能对新传感器和量子器件的开发产生重大影响。
这一发现是由美国能源部科学用户办公室阿贡纳米材料中心CNM新建立的超快电子显微镜UEM实现的。UEM能够在不到百万亿分之一秒的时间范围内，在纳米尺度上对现象进行可视化和研究。
多年来，科学家们一直致力于开发具有广泛应用的等离子体器件，它们在很多领域都拥有很大的作用，比如从量子信息处理到光电子器件（结合了基于光和电子元件）到用于生物和医疗目的的传感器。为此，科学家们这些年来一直在将具有原子级厚度的二维材料（如石墨烯）与任意纳米金属颗粒耦合，了解这两种不同类型材料的组合等离子体行为需要准确了解它们是如何耦合的。
在阿贡最近的一项研究中，科学家们使用超快电子显微镜直接观察金纳米颗粒和石墨烯之间的耦合。科学家们解释说：“表面等离子体激元是纳米颗粒表面或纳米颗粒与其他材料界面上的光诱导了电子振荡。当我们把光照在纳米颗粒上时，它会产生一个极短寿命的等离子体场。当两个电子重叠时，UEM中的脉冲电子与这个短命场相互作用，电子要么获得能量，要么失去能量。然后，我们使用能量过滤器收集获得能量的电子，以绘制纳米颗粒周围的等离子体场分布。”
在研究金纳米颗粒的过程中，团队发现了一种不寻常的现象。当纳米颗粒位于石墨烯平板上时，等离子体场是对称的。但当纳米颗粒靠近石墨烯边缘时，等离子体场在边缘区域集中得更强烈。整个实验过程，从纳米颗粒的刺激到等离子体场的探测，发生在不到几百万亿分之一秒的时间内。
来源：网易网
