量子科技中心_量科网

诸如核磁共振和电子自旋共振谱学等相干自旋共振技术，通过提供自旋动力学的光谱分辨信息，彻底革新了非侵入式成像领域。受近期可探测微波激发的电子显微技术启发，该研究团队建立了透射电子显微镜（TEM）中自旋共振谱学（SRS）的理论框架。该技术将微波泵浦场与聚焦电子探针束相结合，实现了原子尺度的态选择性自旋成像。基于散射理论，研究人员模拟了自由电子与电子自旋系统的相互作用，同时捕捉弹性和非弹性过程。自旋系统对自由电子的最强效应表现为磁相位偏移。模拟结果表明，单个电子自旋产生的相位偏移在成像模式和衍射模式下均可被检测。理论上，通过微波控制下的差分测量，可提取受周围自旋环境影响的局部共振频率。通过评估经典费希尔信息量（CFI），该工作确定了最大化信噪比（SNR）的成像条件，揭示了离焦量和束斑宽度对测量灵敏度的影响。这些发现为将SRS与高分辨率TEM技术相结合奠定了基础，架起了自旋谱学与原子尺度成像之间的桥梁，为量子自旋研究和纳米材料表征开辟了新途径。