【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】時(shí)間分辨掃描電子顯微鏡是觀察功能材料和生命體系表面結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)演變的重要設(shè)備，可以揭示材料、器件和生命體中電荷的超快轉(zhuǎn)變規(guī)律，實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨成像及原位測(cè)量，研究材料體系的瞬態(tài)演變，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象。
 

　　近期，中國(guó)科學(xué)院物理研究所李建奇研究團(tuán)隊(duì)依托懷柔綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置成功自主研制了時(shí)間分辨掃描電子顯微鏡，完成了超快電子發(fā)射陰極、原位加載模塊、激光港、顯微圖像分析等關(guān)鍵部件的研發(fā)工作(圖1)。該設(shè)備是首臺(tái)全國(guó)產(chǎn)化的超快掃描電子顯微鏡，主要包括：掃描電鏡主機(jī)、飛秒激光器和光電聯(lián)機(jī)裝置，填補(bǔ)了我國(guó)在高時(shí)空分辨掃描分析設(shè)備領(lǐng)域的空白。該儀器具有國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)指標(biāo)，光發(fā)射模式下時(shí)間分辨率優(yōu)于1 ps，空間分辨率優(yōu)于10 nm，原位變溫分析范圍覆蓋100至1050 K。基于本設(shè)備的研發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)已取得多項(xiàng)核心專(zhuān)利技術(shù)，研究了雪崩二極管器件中的光激發(fā)載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程，展示了儀器的高時(shí)空分辨率能力(圖2)。“時(shí)間分辨掃描電子顯微鏡研制”工作得到了北京市科技計(jì)劃課題等的支持。
 

圖1：依托綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置平臺(tái)研制的“時(shí)間分辨掃描電子顯微鏡”實(shí)物圖
 

　　圖2：半導(dǎo)體器件中的載流子超快運(yùn)動(dòng)：(a)和(b)為飛秒激光脈沖激發(fā)前后樣品表面載流子分布變化情況(標(biāo)尺：100微米)；(c) 載流子動(dòng)態(tài)行為中包含的快過(guò)程和慢過(guò)程。