横向结构化自由电子与纳米光子学靶标的非弹性散射：理论与计算
介观与纳米尺度物理
2024-03-12 v2
摘要
近期，在透射电子显微镜（TEM）和扫描透射电子显微镜（STEM）中产生和操控电子横向波函数的能力取得了进展，使得利用前选和后选自由电子态对纳米和量子材料响应进行矢量分辨的电子能量损失（EEL）和电子能量增益（EEG）测量成为可能。这一新能力正激发人们对非弹性电子散射可观测量及其所含信息的量子力学处理的理论兴趣。在此，我们针对自发 EEL 和连续波激光受激 EEG 测量，采用全推迟电子-样品相互作用，对前选和后选横向态之间自由电子的非弹性散射进行了量子力学处理。我们将态分辨能量损失和增益速率的一般表达式重新表述为便于使用耦合偶极子方法进行数值计算的形式。我们在 -DDA 代码中实现了该理论的数值计算，并利用它研究了具体实例，突显了其在靶标样品的数量、尺寸、几何形状和材料组成方面的多功能性，以及其描述有限纳米尺度靶标的物质波衍射的能力。
引用
@article{arxiv.2312.08513,
title = {Inelastic scattering of transversely structured free electrons from nanophotonic targets: Theory and computation},
author = {Austin G. Nixon and Matthieu Chalifour and Marc R. Bourgeois and Michael Sanchez and David J. Masiello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08513},
year = {2024}
}