p Os resultados de um experimento russo-japonês explicam o mecanismo de fotoemissão de elétrons por nanoestruturas metálicas sob excitação a laser ultrarrápida. Conjuntos de nanopartículas metálicas são capazes de emitir pequenos feixes de elétrons quando irradiados por poderosos pulsos de laser de femtossegundo (1 fs =10 ^-15 s) duração. Cientistas da Universidade Lobachevsky há muito estudam o efeito do plasmon - a excitação pela luz de oscilações eletrônicas coletivas em nanopartículas e a amplificação do campo de luz associado a essas oscilações na vizinhança da nanopartícula, que desempenha o papel principal neste processo. É a amplificação do campo do plasmon que fornece fotoemissão efetiva de elétrons de um metal. p As perspectivas de aplicação prática das nanoestruturas de plasmon estão associadas ao seu uso como fotocátodos ultrarrápidos para a criação de fontes pulsadas de radiação de raios-X coerente de alto brilho e para a produção de microscópios com alta resolução temporal.

p A fotoemissão de elétrons de nanopartículas metálicas é acompanhada pela emissão de radiação terahertz (seu alcance na escala das ondas eletromagnéticas está entre a luz e as microondas), o que torna possível usar essa radiação como uma ferramenta para estudar a fotoemissão.

p "A intensidade da radiação terahertz depende não linearmente da intensidade do pulso do laser e demonstra uma alta ordem de não linearidade (de 3 a 6 em vários experimentos). Embora o mecanismo de geração de radiação terahertz por fotoelétrons não seja totalmente compreendido, acredita-se que a ordem elevada de não linearidade é explicada pela natureza multi-fótons da emissão de elétrons, isso é, pela necessidade de transferir energia de vários fótons de laser para o elétron para realizar o trabalho de liberação do elétron do metal, "explica Michael Bakunov, Chefe do Departamento de Física Geral da Universidade Lobachevsky.

p Para testar a hipótese de um mecanismo de fotoemissão de múltiplos fótons, cientistas da Universidade Lobachevsky junto com seus colegas japoneses da Universidade Shinshu, A Universidade de Osaka e o Instituto de Tecnologia de Tóquio realizaram um experimento no qual a mesma nanoestrutura metálica, uma matriz de nanobastões de ouro ("nanofloresta dourada") foi irradiada com poderosos pulsos de luz ultracurta de vários comprimentos de onda - de 600 nm a 1500 nm.

p O resultado foi surpreendente. Apesar do fato de que a energia dos quanta diferiu mais do que duas vezes, a ordem de não linearidade era aproximadamente a mesma (4,5-4,8) para comprimentos de onda de 720 a 1500 nm e ainda maior (6,6) para um comprimento de onda de 600 nm (com a energia quântica mais alta).

p "Esses resultados refutam a hipótese de emissão de elétrons por vários fótons. Ao mesmo tempo, as dependências experimentais estão de acordo com o mecanismo de emissão do túnel, em que os elétrons são feitos para escapar do metal por um campo de luz aprimorado de plasmon, "conclui Michael Bakunov.

p Os resultados da pesquisa de cientistas russos e japoneses foram publicados em uma das principais revistas científicas, Relatórios Científicos