显微镜 usb上海非局部热电子消能成像研究进展

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 用户1914809832 2018—04-07 11:39
    
     陆伟，中国科学院上海技术物理研究所的研究员，和复旦大学的安正华，合作研究了利用热噪声进行非局域热电子能量耗散的空间成像。991)发表在3月29日的《科学》杂志预印本上，实现这一结果的关键方法是基于我们团队开发的超高灵敏度VLW红外探测器的扫描噪声显微镜(SNoiM)技术。
    
     自从电子学发现一个多世纪以来，人类社会越来越依赖它，现在它已成为微电子和光电子技术的物理基石。计量尺度，对电子运动规律的认识将面临从平衡理论到非平衡理论的发展。然而，正如美国基础能源科学咨询委员会的报告所指出的，当前面临的五大挑战之一科学是对非平衡态，特别是远离平衡态的非平衡态的刻画和操纵，以及非平衡态特征下电子的运动行为，特别是晶格背景干扰下电子的运动行为。它在识别和操纵非平衡热电子以及增强器件的功能方面起着重要作用。
    
     根据平衡态理论，预测了微电子器件中电流更大的位置将是电子温度更高的位置，但新的研究发现，在纳米尺度结构中，电子的更高温度并不局限于电流更大位置，但明显偏离电流方向，电子温度比晶格温度高出许多倍，理论和实验证明，这种奇异性来源于热电子的非平衡态。电子的新颖运动行为可以与一般的流动特性相比较。在平坦的河流中，水流处于平衡状态，缓慢流动的水依赖于地形，而稳定流动的水滴没有明显的噪声特性；然而，一旦流过，则水滴的噪声特性就变得不明显。河床地貌的跳崖下降，在重力的作用下，水流会加速，水流会冲击河床的河谷。噪音太大，水流不再完全附着在地形上，就像加热后沸腾的水一样。如果必须用等效温度来描述这里的水温，那么只有非常高的水温才能形成这种沸腾的非平衡状态。如果将纳米尺度上的电流与电流、纳米尺度加速器上的强电场进行比较，通过在器件的源极和漏极两端施加电压来获得电子，可以想象，在泄漏端会有类似的湍流，并且电子将出现类似的沸腾状态，好像有一个非常高的等效电子温度，一个远比。附着在其上的温度要高得多。
    
     热电子非平衡输运的实验检测在技术上具有挑战性，本研究采用的SNoiM技术是一种红外近红外显微镜技术，能够检测出热电子散粒噪声，其基本机理是强电流引起的散粒噪声。非平衡电子的涨落将直接导致近场甚长波红外辐射。高灵敏的近红外检测只能测量非平衡电子特性，而不能反映与晶格温度平衡的平衡电子特性，因此可以进行直接观察。电子的非平衡态，甚至远离平衡的特性提供了一种独特的方式。
    
     这项研究得到了自然科学基金、科技部、上海科委和中国科学院海外科学家计划的支持。
    
     利用扫描噪声显微镜(SNoiM)进行超高频(~21.3THz)噪声的纳米级成像:扫描噪声显微镜实验装置的示意图；(B)GaAsAlGaAs量子阱纳米器件的电子限制区的SEM图像；(C和D)近场噪声在相反偏置电压（+6V）强度信号成像的二维真实空间中，通过高度调制模式获得近场信号，其中颜色代表电子的等效温度；（E）近场信号和高度关系，得到近场信号。D通过电压调制方式。
    
     噪声强度随偏置电压的演变：（A-F）从高度调制模式获得的二维图像；（G）Y方向（平行于{100}）一维近场信号与位置；（H）近场（圆形和三角形点表示）和远场（方形点表示）用偏置电压变化规律检测噪声强度。
    
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