研究透视：Nature-阿秒电子显微学 | 超材料
光和材料之间任何相互作用的主要步骤是，在亚波长和亚周期维度上，电子对入射光波光学周期的电动力学响应。因此，对于现代光学和纳米光子学，理解和控制材料的电磁响应，是至关重要的。尽管电子束的小德布罗意波长应允许访问阿秒和埃米级ångström维度，但超快电子显微镜和衍射的时间分辨率，迄今仅限于飞秒区间，这不足以记录光周期尺度上的基本材料响应。
今日，德国 康斯坦茨大学（Universität Konstanz）D. Nabben, J. Kuttruff，Andrey Ryabov & Peter Baum等，在Nature上发文，报道了在一个周期内激发光的光学响应，实现了阿秒时间分辨率的透射电子显微镜。
基于连续波激光器，将电子波函数调制为快速的电子脉冲序列，并使用能量滤波器，解析了材料内及周围电磁近场的时空影像。纳米结构针尖、介质谐振器和超材料天线的实验揭示了，手征表面波的定向发射、偶极子和四极辐射动力学之间的延迟、亚光速掩埋波导场和对称破缺的多天线响应。
研究表明，结合电子显微镜和阿秒激光科学，从空间和时间的基本维度，理解了光-物质相互作用的价值。
亚周期光学动力学的阿秒电子显微技术。
（1秒=1000毫秒，1毫秒=1000微妙，1微妙=1000纳秒，1纳秒=1000皮秒，1皮秒=1000飞秒，1飞秒=1000阿秒，1阿秒=1000仄秒，1仄秒=1000幺秒。）
图1:阿秒场循环衬度电子显微镜Attosecond field-cycle-contrast electron microscopy。
图2:在狭缝修正针尖中，手性场循环动力学的可视化。
图3:在电介质纳米谐振器中，电场动力学。
图4:纳米光子超原子的时间分辨动力学。
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本文译自Nature。
