控制“热”电子的方法又近了一步

科学家们首次发现了一种可视化表面电子量子行为的方法，这是朝着能够操纵和控制高能电子或“热”电子行为迈出的有希望的一步。热电子对许多过程都是必要的，能够操纵它们的行为的影响是深远的--从提高太阳能的效率到改善癌症治疗的放射治疗目标。

“热电子对许多过程至关重要--某些技术完全依赖于它们。但众所周知，由于它们的寿命很短，大约是十亿分之一秒的百万分之一，它们很难观察到，“来自英国巴斯大学的研究人员彼得·斯隆说。

看看科技世界里还发生了什么：

“这种可视化技术给了我们一个全新的理解水平，”斯隆指出。

在实验中，扫描隧道显微镜被用来注入电子到硅表面，装饰有甲苯分子。当注入的电荷从尖端传播时，它诱导分子反应并从表面“剥离”。

通过测量分子在注入时离开的精确原子位置，研究小组能够确定电子在尖端附近受量子力学控制，然后在更远的地方受更经典的行为控制。

研究小组发现，分子剥离在电荷注入点附近被“抑制”，因为经典行为被抑制了。靠近尖端的反应数量迅速增加，直到达到15纳米以外的半径，然后看到超过该点的反应相对缓慢地衰减，这更符合经典行为。这项发表在《自然通讯》杂志上的研究称，通过改变注入电子的能量，可以改变这个半径，即行为从量子到经典的变化。

“当一个电子被甲苯分子捕获时，我们看到分子从表面起飞--想象阿波罗着陆器离开月球表面。伯明翰大学的理查德·帕尔默教授解释说：“通过比较表面前后的图像，我们测量了这些分子发射场的模式，并以以前不可能的方式揭示了电子的行为。”