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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”— 納米分辨和飛秒級(jí)別的光譜

超快光譜技術(shù)擁有諸多特色，例如極高的時(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一定的制約,，在對(duì)一些微納尺寸結(jié)構(gòu)的材料研究中,，諸如一維半導(dǎo)體納米線，二維拓?fù)洳牧?、納米相變材料等,，無法精準(zhǔn)地進(jìn)行有效的超快光譜分析。

德國Neaspec公司利用十?dāng)?shù)年在近場及納米紅外領(lǐng)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(duì)被測物質(zhì)的同時(shí)表征,。

技術(shù)原理：

設(shè)備特點(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）

應(yīng)用領(lǐng)域：

→ 二維材料

→ 半導(dǎo)體

→ 納米線/納米顆粒

→ 等離激元

→ 高分子/生物材料

→ 礦物質(zhì)

......

應(yīng)用案例：

■ 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：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：M. A. Huber et al.,， Ultrafast mid-infrared nanoscopy of strained vanadium dioxide nanobeams， Nano Lett. 2016,， 16,， 1421.

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

參考：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：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(duì)（electron-hole pairs）～50fs并在5ps內(nèi)消失

參考：M. A. Huber et al.,，F(xiàn)emtosecond 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：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：

neaspec中國用戶發(fā)表文章超80篇,，其中36篇影響因子>10,。

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.

● A. Woessner et al.,， Nat. Commun. 2016,， 7， 10783.

● 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.

● S. Dai et al.,， Nat. Nanotechnol. 2015,， 10,， 682.

● S. Dai et al.， Nat. Commun. 2015,， 6,， 6963.

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

● P. Alonso-González et al.，Science 2014,， 344,， 1369.

● 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.

● J. Chen et al.， Nano Lett. 2013,， 13,， 6210.

● 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.