物理所李建奇团队成功研制“时间分辨扫描电子显微镜”

时间分辨扫描电子显微镜是观察功能材料和生命体系表面结构动力学演变的重要设备，可以揭示材料、器件和生命体中电荷的超快转变规律，实现高时空分辨成像及原位测量，研究材料体系的瞬态演变，发现新现象。

近期，中国科学院物理研究所李建奇研究团队依托怀柔综合极端条件实验装置成功自主研制了时间分辨扫描电子显微镜，完成了超快电子发射阴极、原位加载模块、激光港、显微图像分析等关键部件的研发工作（图1）。

该设备是首台全国产化的超快扫描电子显微镜，主要包括：扫描电镜主机、飞秒激光器和光电联机装置，填补了我国在高时空分辨扫描分析设备领域的空白。该仪器具有国际领先的技术指标，光发射模式下时间分辨率优于1 ps，空间分辨率优于10 nm，原位变温分析范围覆盖100至1050 K。基于本设备的研发，研究团队已取得多项核心专利技术，研究了雪崩二极管器件中的光激发载流子动力学过程，展示了仪器的高时空分辨率能力（图2）。

“时间分辨扫描电子显微镜研制”工作得到了北京市科技计划课题等的支持。

图1：依托综合极端条件实验装置平台研制的“时间分辨扫描电子显微镜”实物图

图2：半导体器件中的载流子超快运动：(a)和(b)为飞秒激光脉冲激发前后样品表面载流子分布变化情况（标尺：100微米）；(c) 载流子动态行为中包含的快过程和慢过程。