中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室陳向軍教授研究組與羅毅教授合作，利用自主研制的掃描探針電子能譜儀發現了全新的非線性電子散射現象，該現象的發現有可能發展出一種革命性的固體表面單分子探測技術。研究成果發表在最新一期的《自然•物理》上，中國科大徐春凱副教授是論文的第一作者。Phys.org網站和《亞洲科學家雜志》對研究成果做了專題報道。

　　電子能量損失譜學是分析材料化學組成的一種重要手段，它通過測量電子的非彈性散射獲得原子分子的信息。然而在常規的電子散射中，非彈性電子只占極少的比例，大多數電子是沒有能量損失的彈性散射電子。陳向軍教授研究組將電子能譜學技術與掃描探針技術結合自主研制了掃描探針電子能譜儀，并利用針尖場發射電子束與石墨表面的銀納米結構相互作用，測量散射電子的能譜。實驗表明，銀納米結構激發出的局域等離激元場可以導致非線性的電子散射現象，使得非彈性電子的強度顯著增強。羅毅教授提出一種單電子兩步過程的理論模型解釋了這種非線性電子散射。

　　非線性電子散射不僅是一種全新的物理現象，它同時還會帶來一種新的、具有潛力的譜學技術即“非線性電子散射譜學”，未來可以用于研究吸附在金屬納米結構上的原子、分子。非線性電子散射過程會大大提高信噪比，從而實現固體表面納米空間分辨的原子分子譜學測量。

　　上述研究得到了科技部、國家自然科學基金委、教育部和中組部“千人計劃”的支持。