高扭曲电子束的全息生成

自由电子在自由空间传播时可以具有内禀轨道角动量，类似于电子云中的电子。对应于电子波函数的波前形成螺旋结构，其扭曲数由角速度给出。具有高扭曲数的电子束特别令人感兴趣，因为它们携带了沿传播轴的高磁矩。在几种不同的技术中，电子全息术似乎是一种有前景的方法，可以将常规电子束塑造成具有大角动量值的螺旋形式。在此，我们提出并制造了一种纳米加工相位全息图，用于生成轨道角动量高达 200$\hbar$ 的此类电子束。基于一种新技术，我们测量了所生成电子束的轨道角动量值，并与模拟结果进行了比较。我们的工作，除了技术成就之外，可能为生成沿传播方向具有高磁矩量子的电子束开辟一条道路，从而可用于研究材料的磁性和操纵纳米粒子。