5月24日2021年
化学反应，例如当充电和放电时发生的那些，主要发生在表面和接口处。
虽然学习反应的宏观产品非常容易，但到目前为止难以在原子水平上获得更准确的化学反应过程。这需要测量方法，使允许在化学反应发生的极短的时间尺度上进行观察。
原则上，具有非常短的激光脉冲用于时间分辨率的光谱方法适用于此。与此同时，激光必须具有很短的波长，因为弗里德里希·席勒大学耶拿解释说：“为了能够具体地研究使用核电子谐振的各个元件，需要具有少数纳米波长的激光 - 即，极端紫外线（XUV）或光谱的X射线范围内的辐射。”
为了观察化学过程，能够研究培养基和材料表面之间的界面也很重要，加入Helk。除了短的波长和短的持续时间外，激光脉冲还必须具有极高的强度，以能够引起非线性效果，因为它们被称为，这允许测量信号追溯到界面。
然而，到目前为止，在XUV和X射线范围内产生这种强烈的激光辐射的方法很少。“到目前为止，这只能在贫民窟的闪光自由电子激光等大型研究设施中实现了这一点，”耶拿大学光学和量子电子研究所基督徒Spielmann教授说。然而，他和他的团队与来自美国和法国的研究人员一起发现了一种方法可以在标准激光实验室中进行这种调查。
钛表面上的非线性频率加倍
为此，来自Palaisseau（法国）的Laboratoired' Optiqueeee的软X射线激光器用作光源。“在我们的实验中，我们建立了一种特殊的聚焦几何形状，由椭圆形镜子组成，使我们能够将激光辐射集中在非常小的区域上，”博士候选人Helk，潜在一行的研究。波长为32.8纳米的辐射聚焦在超薄钛箔上，分析其与物质颗粒的非线性相互作用。欧洲杯猜球平台
“如已知从可见和红外范围的辐射的研究中已知，可以通过光颗粒和物质颗粒的相互作用产生具有新特性的光，”欧洲杯猜球平台解释了Helk。在称为非线性频率倍增（或二次谐波产生）的过程中，例如，照射光的两个光子被材料和光子吸收，具有两倍的频率（能量的两倍）。
这正是研究人员能够证明的这种效果。利用光谱仪，它们将辐射与钛箔相互作用分开，并使用相机记录它。通过将模拟与测量结果进行比较，它们也能够表明所得辐射源于钛箔的表面而不是材料。
“能够在实验室规模的XUV范围内执行这种形式的表面光谱，打开完全新的视角。例如，现在可以从否则复杂化学物质的单个原子的角度研究表面或隐藏接口的化学过程环境，“加利福尼亚大学迈克尔·苏彻教授说，描述了结果的重要性。此外，所用脉冲的短期使得能够在接口处调查界面的动态过程，例如在充电和放电期间发生的那些。
原始出版物：T. Helk，E. Berger，S. Jamnuch，L. Hoffmann，A.Kabacinski，J.Gautier，F. Tissandier，J.P.戈德德，H.-T.昌，J.OH，C. D.Pemmaraju，T.A.Pascal，S.Sebban，C. Spielmann和M. Zuerch。桌面极端紫外线二次谐波产生，欧洲杯线上买球科学推进7，EABE2265（2021），DOI：10.1126 / SCIADV.abe2265
来源：https://www.uni-jena.de/en.