【摘要】：以原子級時(shí)空分辨監(jiān)測物質(zhì)的動力學(xué)行為并從最根本層面理解自然界中的微觀基本過程一直是飛秒物理、飛秒化學(xué)以及飛秒生物學(xué)研究的目標(biāo).時(shí)間分辨電子衍射巧妙地結(jié)合了抽運(yùn)-探測技術(shù)和電子衍射技術(shù),可實(shí)現(xiàn)直接"觀察"和"凍結(jié)"類似的超快過程.然而,目前常用的超快電子探針的橫向相干性仍受到電子源的初始尺寸、有效溫度、能量彌散以及電子間固有庫侖排斥的限制,還很難分辨化學(xué)和生物相關(guān)的復(fù)雜有機(jī)分子.近年來大量研究工作都集中在發(fā)展高相干的超短電子源,其不僅對時(shí)間分辨電子衍射研究起到推動作用,也將極大地促進(jìn)超快電子顯微鏡、相干衍射成像以及疊層成像等的發(fā)展.本綜述以相干性為主線,介紹了幾種常用平面陰極光電發(fā)射源的研究進(jìn)展,并從產(chǎn)生機(jī)理、獨(dú)有特性和實(shí)驗(yàn)成果方面討論了尖端發(fā)射源和冷原子電子源這兩類新型的高相干超快電子源,最后對衍射技術(shù)的相干性發(fā)展和未來應(yīng)用進(jìn)行了展望.
[Abstract]:It is always the goal of femtosecond physics, femtosecond chemistry and femtosecond biology to monitor the dynamic behavior of matter by atomic space-time resolution and to understand the microscopic basic process in nature from the most fundamental level. Time-resolved electron diffraction (TREE) is a clever combination of pump-probe technique and electron diffraction technique, which can realize the direct "observation" and "freezing" similar ultrafast process. However, the transversal coherence of ultrafast electron probes is still limited by the initial size of electron source, effective temperature, energy dispersion and intrinsic Coulomb repulsion between electrons, and it is difficult to distinguish complex organic molecules related to chemistry and biology. In recent years, a great deal of research work has focused on the development of highly coherent ultrashort electron sources, which not only promote the study of time-resolved electron diffraction, but also greatly promote ultra-fast electron microscopy. The development of coherent diffraction imaging and laminated imaging. Taking coherence as the main line, this paper introduces the research progress of several commonly used planar cathode photoemission sources and its mechanism. Two new types of high coherent ultra-fast electron sources are discussed in terms of their unique characteristics and experimental results. Finally, the development and application of diffraction techniques in the future are prospected.
【作者單位】： 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所超快診斷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué);山西大學(xué)極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心;西安工業(yè)大學(xué)光電工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:11304374,61501363) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:2016JQ6013)資助的課題~~
【分類號】：TN10

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本文編號：2130792