具有数十皮秒时间分辨率的可外部触发光泵浦-探测扫描隧道显微镜
光学
2023-01-30 v1 材料科学
强关联电子
超导电性
摘要
纳米结构的光生载流子动力学在开发先进材料的新型功能中起着关键作用。光泵浦-探测扫描隧道显微镜（OPP-STM）具备以纳米级空间分辨率对这类载流子动力学进行实空间成像的独特能力。然而，将超快脉冲激光的先进技术同STM结合以实现稳定的时间分辨测量一直具有挑战性。近期一种由外部触发电信号控制激光脉冲时序的OPP-STM系统显著简化了这一结合，但由于纳秒级时间分辨率而限制了其应用。本文报道一种时间分辨率达数十皮秒范围的可外部触发OPP-STM系统。我们还通过将压电驱动器驱动的可移动非球面透镜直接置于STM载物台上并采用光束稳定系统，实现了针尖-样品结的稳定激光照射。我们在GaAs(110)表面演示了OPP-STM测量，观察到衰减时间为 ps的载流子动力学，并揭示了包括台阶边缘和纳米级缺陷等特征处的局域载流子动力学。通过电控制激光脉冲实现数十皮秒分辨率的稳定OPP-STM测量，凸显了该系统在研究广泛功能材料纳米级载流子动力学方面的潜在能力。
引用
@article{arxiv.2301.11523,
title = {Externally-triggerable optical pump-probe scanning tunneling microscopy with a time resolution of tens-picosecond},
author = {Katsuya Iwaya and Munenori Yokota and Hiroaki Hanada and Hiroyuki Mogi and Shoji Yoshida and Osamu Takeuchi and Yutaka Miyatake and Hidemi Shigekawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.11523},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 9 figures