Højfølsom visualisering af ultrahurtig bærerdiffusion ved bredfelt holografisk mikroskopi

Femtosekund transient mikroskopi er et vigtigt værktøj til at studere ultrahurtige transportegenskaber af exciterede tilstande i faststofprøver. De fleste implementeringer er begrænset til at fotoexcitere et enkelt diffraktionsbegrænset sted ved prøven og spore den tidsmæssige udvikling af den efterfølgende bærerfordeling og dækker derfor et meget lille prøveområde.

For nylig har forskere fra Italien og Spanien demonstreret, hvordan man i høj grad kan øge synsfeltet for ultrahurtige mikroskoper ved at bruge off-akse holografi til at bygge et helt optisk låst kamera, som afkobler signaldemodulationshastigheden fra den maksimale detektorramme sats.

I dette originale værk, udgivet i Ultrafast Science , demonstrerede forskerne den samtidige forbigående billeddannelse af snesevis af individuelle nanoobjekter, hvor fotoexcitation af hele synsfeltet var ønskeligt. I forbindelse med faststofprøver, hvor der er behov for diffraktionsbegrænset excitation, var det ikke klart, hvordan den nye holografiske teknik kunne anvendes. Ideelt set ville der blive genereret en række diffraktionsbegrænsede excitationspletter, der dækker hele synsfeltet, så flere pletter på tværs af et stort prøveområde kan undersøges samtidigt.

Artiklen, "High-Sensitivity Visualization of Ultrafast Carrier Diffusion by Wide-Field Holographic Microscopy," demonstrerer, hvordan man opnår denne funktion ved at afbilde et pinhole-array ved prøvepositionen. Dette er ikke kun nyttigt til at opnå statistisk information om prøvens fotofysik, men også, for homogene prøver, kan gennemsnittet af signalet for alle pletter beregnes for at øge signal-til-støj-forholdet betydeligt.

Flere oplysninger: Martin Hörmann et al., High-Sensitivity Visualization of Ultrafast Carrier Diffusion by Wide-Field Holographic Microscopy, Ultrafast Science (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0032

Leveret af Ultrafast Science