來源：宇宙與科學

日本科學家們利用一種獨特的組合技術，在ZUI小和ZUI快的水平上分析了納米材料中光與物質相互作用的機制。納米材料指的是尺寸在1至100納米之間的納米材料，在工業和日常生活中越來越重要。為了擴大在產品和制造過程中擁有有效、安全和可持續應用的納米材料庫，我們需要對納米顆粒上和內部發生的很小事件有更深入的了解。

歸根結底，這是新的一種名叫納米計量學的量子計量學領域。當粒子如此之小時，科學家們還要測量在幾秒鐘內發生的事件。例如，一種稱為光激發的現象通常發生在皮秒或萬億分之一秒內，因此，需要專門的設備來測量這些幾乎瞬時的事件。

日本科學家們調查了他們是否可以研究單納米顆粒上發生的這種光激發過程。他們與某日本公司的高JI研究員合作，將半導體光電陰極與“負電子親和力”表面與通用電子顯微鏡相結合，制造了一種超快電子顯微鏡。通過將這些技術相結合而產生的顯微鏡，我們可以在納米尺度上觀察事件。

關于納米顆粒，日本科學家們使用了化學合成的金納米三角形。這意味著它在一系列條件下都是穩定的，金納米顆粒中的電子表現出一種稱為“等離子體共振”的現象，當金納米粒子受到特定波長的光激發時，納米粒子中的電子開始移動或振蕩，這增強了光線。由于這個原因，金上的表面等離子體經常用于傳感應用。

在新定制的超快電子顯微鏡中，使用超快激光可以光激發金納米顆粒中的等離子體，同時允許科學家觀察單個金納米顆粒。科學家們通過應用他們的新技術研究了兩種不同的等離子體現象。他們先觀察到表面等離子體激元的弛豫，這是一個經過充分研究的過程。另外，科學家們的新技術也使他們能夠觀察到金納米顆粒內部等離子體的變化。

這是頭次有技術揭示了金納米顆粒內部這些等離子體激元的弛豫過程，這對制備用于能量轉換的光收集材料具有重要意義。這項新開發的技術應該通過暴露超快的光與物質相互作用來幫助分析潛在的材料。“通過理解光激發和弛豫過程以及能量傳輸等現象，我們可以改善光響應特性并提高效率。特別是，它可以成為一個強大的工具，以空間分辨率捕捉小型結構材料（如那些超過亞微米的材料）中的單個時間變化，這是使用脈沖激光作為探針的傳統分析方法難以實現的。”他繼續說道。

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