Femtoseconde transiënte microscopie is een belangrijk hulpmiddel om ultrasnelle transporteigenschappen van aangeslagen toestanden in vaste-stofmonsters te bestuderen. De meeste implementaties zijn beperkt tot het foto-exciteren van een enkele diffractie-gelimiteerde plek in het monster en het volgen van de temporele evolutie van de daaropvolgende dragerverdeling, waardoor een zeer klein monstergebied wordt bestreken.

Onlangs hebben wetenschappers uit Italië en Spanje gedemonstreerd hoe ze het gezichtsveld van ultrasnelle microscopen enorm kunnen vergroten door off-axis holografie te gebruiken om een ​​volledig optische lock-in camera te bouwen, die de signaaldemodulatiesnelheid ontkoppelt van het maximale detectorframe tarief.

In dit originele werk, gepubliceerd in Ultrafast Science demonstreerden de onderzoekers de gelijktijdige voorbijgaande beeldvorming van tientallen individuele nano-objecten, waarbij foto-excitatie van het gehele gezichtsveld wenselijk was. In de context van solid-state monsters waarbij diffractie-gelimiteerde excitatie nodig is, was het niet duidelijk hoe de nieuwe holografische techniek kon worden toegepast. Idealiter zou een reeks diffractie-gelimiteerde excitatievlekken worden gegenereerd die het gehele gezichtsveld bestrijken, zodat meerdere vlekken over een groot monstergebied tegelijkertijd kunnen worden onderzocht.

Het artikel, "High-Sensitivity Visualization of Ultrafast Carrier Diffusion by Wide-Field Holographic Microscopie", laat zien hoe deze functie kan worden bereikt door een pinhole-array op de monsterpositie af te beelden. Dit is niet alleen nuttig voor het verkrijgen van statistische informatie over de fotofysica van het monster, maar voor homogene monsters kan het signaal van alle vlekken ook worden gemiddeld om de signaal-ruisverhouding enorm te verbeteren.

Meer informatie: Martin Hörmann et al., Hooggevoelige visualisatie van ultrasnelle dragerdiffusie door brede holografische microscopie, Ultrasnelle wetenschap (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0032

Aangeboden door Ultrafast Science