[发明专利]一种基于古斯汉欣位移的电子分束方法及电子分束器

权利要求书

1.一种基于古斯汉欣位移的电子分束器，其特征在于：包括二维导电层和设置在所述二维导电层平面任意一侧的第一金属栅，在所述第一金属栅上施加偏压以在所述二维导电层形成有第一势垒，所述二维导电层边缘设有与其连通的电子输入端和第一电子输出端；所述电子输入端输入的入射电子束包含不同能量的电子，通过所述电子输入端输入的入射电子束发射至所述第一势垒的反射边界，部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生古斯汉欣位移并从所述第一电子输出端输出。

2.根据权利要求1所述的基于古斯汉欣位移的电子分束器：其特征在于：还包括设置在所述二维导电层平面上与所述第一金属栅间隔设置的第二金属栅，在所述第二金属栅上施加偏压以在所述二维导电层形成第二势垒，使得所述二维导电层形成有相互间隔第一势垒和第二势垒，通过所述电子输入端输入的入射电子束发射至所述第一势垒的反射边界，部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射至第二势垒的反射边界一，在所述第二势垒的反射边界一发生或不发生古斯汉欣位移并反射，最后从所述第一电子输出端输出。

3.根据权利要求2所述的基于古斯汉欣位移的电子分束器，其特征在于：所述二维导电层边缘还设有与其连通的第二电子输出端；部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射，直接从第二电子输出端输出；或部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射至第二势垒的反射边界二，在所述第二势垒的反射边界二发生或不发生古斯汉欣位移并反射，最后从所述第二电子输出端输出；或所述二维导电层形成有与第一势垒和第二势垒相互间隔的第三势垒，部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射至第三势垒的反射边界，在所述第三势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射，最后从所述第二电子输出端输出。

4.根据权利要求3所述的基于古斯汉欣位移的电子分束器，其特征在于：所述二维导电层为石墨烯、氮化硼、二硫化钼、黑磷等任意一种物质形成的二维电子材料层，或者所述二维导电层为半导体异质结界面的二维电子气层。

5.根据权利要求4所述的基于古斯汉欣位移的电子分束器，其特征在于：还包括第一绝缘层和第二绝缘层；所述第一绝缘层覆盖在所述二维导电层一侧表面，所述第二绝缘层覆盖在所述二维导电层另一侧表面；所述第一金属栅和第二金属栅分别设置在所述第一绝缘层或第二绝缘层的表面。

6.一种基于古斯汉欣位移的电子分束方法，其特征在于：在二维导电层平面上设置第一金属栅，在所述第一金属栅上施加偏压以在所述二维导电层上形成第一势垒，将一包含不同能量电子的入射电子束发射至所述第一势垒的反射边界，使部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生古斯汉欣位移，输出第一电子分束。

7.根据权利要求6所述的基于古斯汉欣位移的电子分束方法，其特征在于：在二维导电层平面上设置与所述第一金属栅间隔设置的第二金属栅，在所述第二金属栅上施加偏压以在所述二维导电层形成第二势垒，进而在二维导电层上形成有相互间隔第一势垒和第二势垒，将一入射电子束发射至所述第一势垒的反射边界，使部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射至第二势垒的反射边界一，在所述第二势垒的反射边界一发生或不发生古斯汉欣位移并反射，最后输出第一电子分束。

8.根据权利要求7所述的基于古斯汉欣位移的电子分束方法，其特征在于：使部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射，直接输出第二电子分束；或使部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射至第二势垒的反射边界二，在所述第二势垒的反射边界二发生或不发生古斯汉欣位移，最后输出第二电子分束；或在二维导电层上形成与第一势垒和第二势垒有相互间隔的第三势垒，使部分入射电子束在所述第一势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移并反射至第三势垒的反射边界，在所述第三势垒的反射边界发生或不发生古斯汉欣位移，最后输出第二电子分束。

9.一种检测古斯汉欣位移现象的方法，其特征在于：设置一个二维导电层，在所述二维导电层平面任意一侧形成至少一金属栅，在所述金属栅上施加偏压以在二维导电层上形成至少一势垒，将一包含不同能量电子的入射电子束发射至所述势垒的反射边界；在所述二维导电层边缘检测输出电子束，若在至少2个位置检测到输出电子束，则判断为发生古斯汉欣位移现象。