納米空間分辨超快光譜和成像系統(tǒng)

“空間和時(shí)間的結(jié)合”— 納米分辨和飛秒別的光譜

    超快光譜技術(shù)擁有諸多色，例如*的時(shí)間分辨率，豐富的光與物質(zhì)的非性相互作用，可以用光子相干地調(diào)控物質(zhì)的量子態(tài)，其衍生和嫁接技術(shù)帶來許多凝聚態(tài)物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的變革等等。然而，受制于激發(fā)波長的限制（可見-近紅外），超快光譜在空間分辨上受到了定的制約，在對些微納尺寸結(jié)構(gòu)的材料研究中，諸如維半導(dǎo)體納米線，二維拓?fù)洳牧稀⒓{米相變材料等，無法精準(zhǔn)地進(jìn)行有效的超快光譜分析。

    Neaspec公司用十?dāng)?shù)年在近場及納米紅外域的技術(shù)積累，開發(fā)出了全新的納米空間分辨超快光譜和成像系統(tǒng)，其pump激發(fā)光可兼容可見到近紅外的多組激光器，probe探測光可選紅外（650-2200 cm^-1）或太赫茲（0.5-2 T）波段，實(shí)現(xiàn)了在超高空間分辨（20 nm）和超高時(shí)間分辨（50 fs）上對被測物質(zhì)的同時(shí)表征。

應(yīng)用域

設(shè)備點(diǎn)和參數(shù)：

→  超高空間分辨和時(shí)間分辨同時(shí)實(shí)現(xiàn)；

→  20-50 nm空間分辨率；

→  根據(jù)pump光源時(shí)間分辨可達(dá)50 fs；

→  probe光譜可選紅外（650-2200 cm^-1）或太赫茲（0.5-2 T）

技術(shù)原理：

測試數(shù)據(jù)

■  納米紅外超快光譜

分辨率為10nm的InAs納米線紅外成像，并結(jié)合時(shí)間分辨超快光譜分析載流子衰減層的形成過程

參考文獻(xiàn)：M. Eisele et al., Ultrafast multi-terahertz nano-spectroscopy with sub-cycle temporal resolution, Nature Phot. (2014) 8, 841.

穩(wěn)態(tài)開關(guān)靈敏性：容易發(fā)生相變的區(qū)域，光誘導(dǎo)散射響應(yīng)較大

參考文獻(xiàn)：M. A. Huber et al., Ultrafast mid-infrared nanoscopy of strained vanadium dioxide nanobeams, Nano Lett. 2016, 16, 1421.

參考文獻(xiàn)：G. X. Ni et al., Ultrafast optical switching of infrared plasmon polaritons in high-mobility graphene, Nature Phot. (2016) 10, 244.

參考文獻(xiàn)：Mrejen et al., Ultrafast nonlocal collective dynamics of Kane plasmon-polaritons in a narrow- gap semiconductor, Sci. Adv. (2019), 5, 9618.

■  范德華材料 WSe₂ 中的超快研究

參考文獻(xiàn)：Mrejen et al., Transient exciton-polariton dynamics in WSe2 by ultrafast near-field imaging, Sci. Adv. (2019), 5, 9618.

■  黑磷中的近紅外超快激發(fā)

黑磷的high-contrast interband性質(zhì)使其具有半導(dǎo)體性質(zhì)，在光誘導(dǎo)重組過程中表面激發(fā)的電子空隙對（electron-hole pairs）∼50fs并在5ps內(nèi)消失

參考文獻(xiàn)：M. A. Huber et al.,Femtosecond photo-switching of interface polaritons in black phosphorus heterostructures, Nat. Nanotechnology. (2016), 5, 9618.

■  多層石墨烯中等離子效應(yīng)衰減效應(yīng)

參考文獻(xiàn)：M. Wagner et al., Ultrafast and Nanoscale Plasmonic Phenomena in Exfoliated Graphene Revealed by Infrared Pump−Probe Nanoscopy, Nano Lett. 2014, 14, 894.

發(fā)表文章：

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部分文章列表：

●  M. B. Lundeberg et al., Science 2017 AOP.

●  F. J. Alfaro-Mozaz et al., Nat. Commun. 2017, 8, 15624.

●  P. Alonso-Gonzales et al., Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 31.

●  M. A. Huber et al., Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 207.

●  P. Li et al., Nano Lett. 2017, 17, 228.

●  T. Low et al., Nat. Mater. 2017, 16, 182.

●  D. Basov et al., Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 187.

●  M. B. Lundberg et al., Nat. Mater. 2017, 16, 204.

●  D. Basov et al., Science 2016, 354, 1992.

●  Z. Fei et al., Nano Lett. 2016, 16, 7842.

●  A. Y. Nikitin et al., Nat. Photonics 2016, 10, 239.

●  G. X. Ni et al., Nat. Photonics 2016, 10, 244.

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●  Z. Fei et al., Nano Lett. 2015, 15, 8271.

●  G. X. Ni et al., Nat. Mater. 2015, 14, 1217.

●  E. Yoxall et al., Nat. Photonics 2015, 9, 674.

●  Z. Fei et al., Nano Lett. 2015, 15, 4973.

●  M. D. Goldflam et al., Nano Lett. 2015, 15, 4859.

●  P. Li et al., Nat. Commun. 2015, 5, 7507.

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●  A. Woessner et al., Nat. Mater. 2014, 14, 421.

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●  S. Dai et al., Science 2014, 343, 1125.

●  P. Li et al., Nano Lett. 2014, 14, 4400.

●  A. Y. Nikitin et al., Nano Lett. 2014, 14, 2896.

●  M. Wagner et al., Nano Lett. 2014, 14, 894.

●  M. Schnell et al., Nat. Commun. 2013, 5, 3499.

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●  Z. Fei et al., Nat. Nanotechnol. 2012, 8, 821.

●  J. Chen et al., Nature 2012, 487, 77.

●  Z. Fei et al., Nature 2012, 487, 82.