在当今的科技发展条件下,想要了解单个原子的特性不是什么难事,但是如果想要研究几个甚至几百个原子组合在一起会展现出哪些新奇结构和性质,就首先需要一种特殊的手段来制备这些微小的原子“集团”。“激光溅射团簇源”正是完成这一任务的关键工具。
它的工作过程其实不难理解:首先,一束能量非常强大的激光打到一块固体材料(比如金属)上。这一“冲击力”能把材料表面的原子“打飞”出来,并形成一团高温等离子态的粒子云;紧接着,一股高压惰性气体(最常用的是氦气)被注入该区域,使这团活跃的粒子云迅速降温,降温后的原子运动速度变慢,它们相互靠近、碰撞,聚集;最后,这些原子逐渐结合成大小不同的稳定团簇,供科学家进行精确观测与实验。
激光溅射团簇源是探索新材料、理解量子奥秘的有效工具,在前沿科学研究中不可或缺。(文/谢华 图/陈思)