Когерентные эффекты в атомной фотомикроскопии

• Автор: Дробышев, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования

1.1. Электронная голография

1.2. Атомный фотомикроскоп

1.3. Квазиклассическая теория

1.4. Интерференция в однородном электрическом поле

1.5. Выводы

Глава 2. Интерференция фотоэлектронов в кулоновском

поле отталкивания

2.1. Классическая задача о движении электрона в кулоновском поле отталкивания
2.2. Функция Грина электрона в кулоновском поле
отталкивания
2.3. Асимптотические выражения для функции Грина и
электронный ток
2.4. Кулоновская функция Грина в квазиклассическом
приближении
2.5. Уравнение лучей и волновых фронтов в окрестности
каустики
2.6. Каустика для кулоновского поля отталкивания
2.7. Электронный ток
2.8. Картины интерференции
2.9. Выводы по главе

Глава 3. Спектры электронов при отрыве ультракоротким импульсом
3.1. Общие соотношения для вероятностей
3.2. Фотоотрыв электрона коротким импульсом
3.3. Вероятности отрыва в приближении
мгновенного возмущения
3.4. Спектры электронов в приближении
мгновенного возмущения
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Спектры рекомбинационного излучения электронов, оторванных низкочастотным лазерным полем
4.1. Нестационарная функция Грина
4.2. Нестационарная функция Грина электрона в постоянном
электрическом поле
4.3. Общие соотношения для расчета излучения при
рекомбинации
4.4. Выводы по главе
Заключение
Литература

Введение

В настоящее время все большее внимание привлекают физические эффекты, основанные на квантовой интерференции. Основными стимулами к развитию этого направления исследований являются, с одной стороны, принципиальные вопросы квантовых измерений [1], а с другой - различные перспективные приложения интерференции, в том числе в таких современных направлениях как квантовые компьютеры [2] и электронная голография.
Большой экспериментальный прогресс в непосредственном
наблюдении квантовой интерференции связан с реализацией идеи так называемого «атомного фотомикроскопа» [3, 4]. Французской группе К. Блонделя удалось осуществить экспериментальное наблюдения
интерференции электронных волн при фотоотрыве электронов от различных ионов в однородном электрическом поле [5, 6].
Как теоретические, так и экспериментальные результаты этих исследований относились к процессам в однородном электрическом поле и квазимоноэнергетическим электронным волнам. При этом для обеспечения развертки изображения до макроскопических размеров 0,1 мм требовались размеры области однородного электрического поля 80 см. Интерференция при наличии неоднородных электрических полей в рамках задачи о фотоионизационном микроскопе ранее детально не исследовалась. Не изучено также поведение нестационарных электронных пучков,
возникающих при фотоотрыве электронов ультракороткими лазерными импульсами [7, 8].
Новые экспериментальные возможности сделали необходимым развитие адекватной теории дифракции, фокусировки ультракоротких импульсов и их взаимодействия с веществом в различных состояниях. Было теоретически предсказано [9] и экспериментально продемонстрировано [10],
Глава

Интерференция фотоэлектронов в кулоновском поле отталкивания
2.1. Классическая задача о движении электрона в кулоновском поле отталкивания
Использование однородного электрического поля при наблюдении интерференции электронных волн, образующихся при фотоотрыве электронов от отрицательных ионов, обладает тем недостатком, что расширение электронного облака в поперечном направлении происходит очень медленно из-за малых начальных импульсов электронов сразу после фотоотрыва р-электронов. Увеличение энергии поглощаемого фотона приведёт, конечно, к росту импульса, но значительно исказит сферическую симметрию конечного состояния из-за увеличения доли б-волн на фоне основного р-э перехода. Кроме того, произойдет увеличение числа интерференционных максимумов внутри каустического кольца. Это затруднит выделение когерентной волны из электронного потока. Данный эффект привел к тому, что экспериментальные размеры вытягивающего однородного поля довольно велики и составляют ~ 0,5 м, а регистрируемое пятно электронного тока имеет размеры в 1,5-2 мм. [56]. Всё это делает целесообразным поиски другой геометрии поля, при которой увеличение интерференционного пятна происходило бы более эффективно на меньших расстояниях. С этой точки зрения представляет интерес рассмотрение фотоотрыва электронов в кулоновском поле отталкивания.