近日，南京大學化學化工學院生命分析化學國家重點實驗室康斌/徐靜娟團隊結合飛秒泵浦-探測技術和干涉散射顯微術，研制成國際上首臺飛秒干涉散射顯微鏡（Femto-iSCAT），并成功獲得發明專利授權（專利號：202110510123.X）。
光電界面攜能載流子的時空演化與能源、催化和傳感等領域緊密相關，是近年來物理、化學和材料等領域的研究熱點之一。載流子的遷移、分布和弛豫是影響材料功能的關鍵之所在，因此，利用高時空分辨成像技術觀測載流子時空演化對于新型材料基礎研究和應用均具有重大意義。然而，極微弱載流子信號的測量是學界公認的難題。總體而言，國內外尚無成熟的儀器裝置能夠有效實現瞬態信號放大，直接"看見"少量載流子仍是巨大的挑戰。
近日，南京大學化學化工學院生命分析化學國家重點實驗室康斌/徐靜娟團隊結合飛秒泵浦-探測技術和干涉散射顯微術，研制成國際上首臺飛秒干涉散射顯微鏡（Femto-iSCAT），并成功獲得發明專利授權（專利號：202110510123.X）。該儀器作為一個通用測量平臺，實現了超靈敏、高通量觀測各種材料中的載流子遷移、分布和弛豫動力學。通過干涉放大效應和空間光場調制，瞬態圖像對比度相比于傳統方法提升了2個數量級以上，可探測極微弱載流子信號，從而有利于揭示超導材料、二維材料及新型光電材料中的稀奇科學現象。
隨后作者展示了Femto-iSCAT的一系列極具挑戰的應用場景，包括常用光電器件如金屬薄膜、硅基半導體和鈣鈦礦太陽能電池中的界面載流子/熱擴散遷移，單個等離激元微納顆粒中的不均勻熱電子分布和弛豫，以及二維材料中的載流子/激子在邊緣態的獨特動力學。Femto-iSCAT相比于傳統瞬態顯微鏡，極大拓展了材料的適用范圍，以極高靈敏度和檢測通量實現了載流子時空演化的多功能成像，助力界面能量和載流子轉移等超快過程的研究。
該工作以“Decrypting Material Performance by Wide-field Femtosecond Interferometric Imaging of Energy Carrier Evolution”為題，于2022年7月22日發表在Journal of the American Chemical Society（美國化學會志）。博士生呂品田為該論文第一作者，康斌副教授和徐靜娟教授為論文通訊作者，陳洪淵院士對該工作的研究思想做出了重要指導。該工作得到了國家自然科學基金、南京大學卓越研究計劃、南京大學生命分析化學國家重點實驗室自主研究課題等資助。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
