美国科学家的一项最新研究证实了金属表面存在一种新的电子波。这一发现有望加深人们对金属表面化学反应的理解，并对纳米光学以及高温超导体的发展产生重要影响。相关论文发表在7月5日的《自然》杂志上。

 

领导该研究的是美国新罕布什尔大学（University of New Hampshire）的物理学家Bogdan Diaconescu和Karsten Pohl。尽管他们尚未弄清该电子波产生的精确机制，但实验所观测到的结果十分吻合声表面等离激元（acoustic surface plasmon）理论。

 

Diaconescu表示，“将石子投入湖中，水波会迅速朝各个方向传播开去，而当铜、铁、铍等金属表面的电子被诸如光线的因素扰动时，也会产生类似的波动。”

 

长期以来，科学家预言，声表面等离激元在理论上是存在的，但要通过实验加以验证却相当困难。Pohl说，“一年前有一个研究小组得出结论，认为这些波动并不存在。他们没有发现声表面等离激元的原因可能是实验需要极高的精度和极大的耐心。”

 

在实验中，科学家利用高精度电子枪向特殊的铍晶体表面打出慢电子，当这些电子从金属表面反射回来时，研究人员发现，其中的一些电子失去了部分的能量。通过在高真空室中测量这些能量损失，科学家证实，尽管这些能量损失很小，但极佳地符合了声表面等离激元理论的预言。根据能量损失，最新研究估测出，新的电子波仅能传播几纳米的距离，并且在几飞秒（十亿分之一秒的百万分之一）的时间内就会消失。

 

研究人员认为，这种电子波动很可能会对金属表面发生的化学反应产生影响，因此，未来的理论和实际研究中应该考虑到这一现象。此外，新发现还将对纳米显微镜、高温超导材料以及光信号处理具有潜在的意义。（科学网 任霄鹏/编译）