通过纳秒级热扩散实现的百兆赫速率结构动力学循环

光-物质相互作用是具有根本科学和技术兴趣的领域。联合亚秒级纳米分辨率的电子显微镜和衍射揭示了结构异构系统中激光诱导动力学。然而，这些测量由于脉冲电子源亮度限制，仍面临挑战，导致分辨率和对比度之间存在实验权衡。更大的信号最直接地通过更高的重复频率获得，但通常受到薄膜热缓和的限制，限制在几千 Hz。本文将纳米级电子束探测与便于快速散热的样品支撑结构相结合。光学循环驱动电荷密度波转换，使我们能够量化脉冲激光照射导致的平均温度升高。通过变化激发 fluence 和重复频率，我们评估了激发局部化和有效散热对不同样品设计中热扩散的影响。特别是，经过热优化的支撑结构可在几个纳秒内散发最高达 200 $\mu W/\mu m^2$ 的平均激光强度，使我们能够以 2 MHz 的重复频率进行可逆驱动和探测 CDW 相变。面向 ultraffast 测量方案的样品设计将扩展电子衍射和显微镜的能力，使我们能够进行高分辨率的结构动力学研究。