加州理工學院諾貝爾獎獲得者Ahmed Zeweil教授率先推出的超快電子顯微鏡（UEM）或更廣泛地稱為4D電子顯微鏡， 這種顯微鏡提供了一種前所未有的超高速物理和化學過程研究手段， 對於深入理解光學、電子學、凝聚態物理學、化學、生物學和表面科學的各種基本過程至關重要。
如果空間和時間解析度同時達到具有挑戰性的埃和阿秒級， 這種4D電子顯微鏡被廣泛認為是一種革命性的傳統表徵技術。
這需要兩個尚待實現的來自探測電子束的特性。 在折中的窄帶能量分佈的情況下， 當前最先進的UEM使用光驅動源，
在近期發表在“Advanced Materials”論文（“Carbon Nanotubes as an Ultrafast Emitter with a Narrow Energy Spread at Optical Frequency”）的研究成果中， 來自中國國家納米科學中心的Qing Dai教授和他的研究小組， 北京大學和阿爾托大學的Zhipei Sun教授已經成功地證明了在實現場驅動的超快光電子發射方面的令人振奮的發現， 該系統能夠比光子驅動的同類產品以更高的相位同步。
使用碳納米管（CNT）實現該研究成果， 碳納米管的能量散佈低至0.25eV。 這種領先的性能已經通過迄今為止最短的光學波長激發的光學次週期電子隧道實現， 只有通過團隊在納米工程領域的獨特專長， 特別是該團隊獨特的CNT表面結構構建， 才有可能實現這一領先的性能。
這些納米表面提供了高的場增強和高的結構穩定性，
Qing Dai教授評論說：“我們的結果在科學和技術上對下一代的阿秒科學和光波電子學研究具有重要的意義。
這項研究是自組裝納米結構在場驅動超快光電發射上的首次實驗。
該小組將他們在原子尺度上的材料操縱技能結合起來， 這使得他們第一次在波長只有410納米波長處進行光電發射；410nm波長是一個易於使用且相對便宜的光學視窗， 該波長還沒有被傳統的金屬微結構所利用。
該論文的作者們相信， 在更短的泵浦波長下的場驅動的光電發射可能在不久的將來就會實現， 他們相信這將重塑我們對強場物理的理解， 並可能為全新類型的電子發射系統帶來光明。
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