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Generation of electron beams carrying orbital angular momentum

机译：携带轨道角动量的电子束的产生

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摘要

All forms of waves can contain phase singularities. In the case of optical waves, a light beam with a phase singularity carries orbital angular momentum, and such beams have found a range of applications in optical manipulation, quantum information and astronomy. Here we report the generation of an electron beam with a phase singularity propagating in free space, which we achieve by passing a plane electron wave through a spiral phase plate constructed naturally from a stack of graphite thin films. The interference pattern between the final beam and a plane electron wave in a transmission electron microscope shows the 'Y'-like defect pattern characteristic of a beam carrying a phase singularity with a topological charge equal to one. This fundamentally new electron degree of freedom could find application in a number of research areas, as is the case for polarized electron beams.
机译：所有形式的波都可以包含相位奇点。在光波的情况下，具有相位奇异性的光束带有轨道角动量，并且这种光束已经在光学操纵，量子信息和天文学中得到了广泛的应用。在这里，我们报告了电子束的产生，该电子束具有在自由空间中传播的相位奇点，这是通过使平面电子波通过天然由石墨薄膜堆叠构成的螺旋相板来实现的。透射电子显微镜中的最终电子束和平面电子波之间的干涉图样显示出带有相奇异性且拓扑电荷等于1的电子束的“ Y”型缺陷图样特征。这种根本上新的电子自由度可以在许多研究领域中得到应用，例如极化电子束。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2010年第7289期|737-739|共3页
  • 作者

    Masaya Uchida; Akira Tonomura;

  • 作者单位

    Advanced Science Institute, RIKEN (The Institute of Physical and Chemical Research), Wako, Saitama 351-0198, Japan;

    Advanced Science Institute, RIKEN (The Institute of Physical and Chemical Research), Wako, Saitama 351-0198, Japan;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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