В лаборатории аттосекундной физики Института квантовой оптики им. Макса Планка была изучена эмиссия электронов из наночастиц диоксида кремния под действием сверхкоротких лазерных импульсов (1-4.5*1013 Вт/см2). В эксперименте принимают участие ученые из разных стран мира, а проходит он под руководством трех немецких научных групп: группы из Института квантовой оптики им. Макса Планка (Гархинг), Университета им. Людвига-Максимилиана (Мюнхен) и Университета г.Росток.
Наночастицы диоксида кремния SiO2 размером от 50 до 150 нм подвергались воздействию интенсивных лазерных импульсов длительностью 5 фс. На рис. 2 представлены ТЕМ изображения наночастиц SiO2 диаметром 147+/-7 нм, непосредственно участвовавших в эксперименте. Эксперимент был синхронизирован так, что каждому лазерному импульсу соответствовала своя наночастица. Под действием интенсивного лазерного излучения происходила эмиссия электронов с поверхности наночастицы. Электроны имели разброс по энергиям и эмитировались в телесный угол 300 на расстояние до 1 нм. При этом за время взаимодействия наночастицы с лазерным импульсом некоторые электроны успевали вернуться обратно и рассеяться упругим или неупругим образом. В результате неупругого рассеяния испускался квант света в УФ области спектра. Рассеяннные упруго электроны получали дополнительную порцию энергии и вновь устремлялись вверх в направление от наночастицы (Прим.ред.: как в пинг-понге, откуда и произошло ассоциативное название статьи по теме эксперимента, опубликованной на сайте Института Макса Планка).
Исследователи считают: варьируя мощность лазерного излучения и длительность импульса можно управлять энергией эмитируемых электронов, и соответственно дальностью их полета, что может найти применение в области оптоэлектроники. Эмиссия электронов с помощью сверхкоротких лазерных импульсов возможна с поверхности материала любого размера и формы. В дальнейшем ученые планируют исследовать электронную эмиссию с помощью сверхкоротких лазерных импульсов из диэлектрических пленок, упорядоченных наноповерхностей и композитных наноструктур.
По материалам статьи "Controlled near-field enhanced electron acceleration from dielectric nanospheres with intense few-cycle laser fields" авторов Sergey Zherebtsov, Thomas Fennel, Jürgen Plenge и др., опубликованной 24 апреля 2011 онлайн в Nature.
