扫描电子显微镜是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器。具有景深大、分辨率高、成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品可在三维空间内进行旋转和倾斜等特点。其被广泛应用于生命科学、材料学以及工业生产等众多领域的微观研究中。
近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜(SUEM)与超快阴极荧光(TRCL)多模态载流子动力学探测系统。
据了解，该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm，SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps，各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。
该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓(n-GaAs)半导体中的光生载流子的复杂动力学过程，结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为，全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。
超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白，为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台，将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。
在科学的道路上，每一次技术的突破都是对未来的一次更深的探索。南开大学团队的成就，无疑为我们打开了一扇通往未知世界的大门。随着这一超快显微镜系统的进一步应用和研究，更多的科学谜题将被解开，更多的技术壁垒将被打破。