太赫兹非线性光谱学洞察力

发布时间:2023-11-07 10:29:31

自 20 世纪 90 年代以来,二阶表面特定非线性光学光谱(如和频光谱)一直是揭示微观表面和界面结构的重要工具。

 

然而,太赫兹传统上仅限于可见光到中红外光谱范围(大于 20 太赫兹)。然而,太赫兹范围对于研究各种材料中的晶格振动、分子振动、准粒子和基本激振具有极其重要的意义。

由于缺乏强大的太赫兹源,和频发生器在此太赫兹范围内不起作用,即使有强大的太赫兹源,也很难将微弱的和频信号与强烈的可见泵浦光分离开来,因为它们的频率几乎相同。

复旦大学、加州大学伯克利分校和上海理工大学的研究人员最近合作推出了一种新方法,将表面特异性非线性光学光谱学扩展到太赫兹区域。他们利用脉冲内差频混频(DFM)过程实现了这一目标,探测灵敏度高达亚单层水平。

与传统的和频光谱法(SFS)相比,差频光谱法(DFS)在太赫兹范围内具有显著优势。它不依赖于强大的太赫兹源,而且得益于太赫兹信号和泵浦光之间的频率间隔很大,使得检测更加直接。

研究小组采用飞秒脉冲作为泵浦,利用最先进的电光采样技术检测太赫兹发射,实现了亚单层灵敏度。作为概念验证,他们研究了 SrTiO3(001)表面,该表面因其多功能特性以及原子级制造和改性的精确性而闻名。

研究表明,表面特异性非线性太赫兹光谱法可以选择性地表征 SrTiO3(001) 表面或界面的极化声子模式

通过对称性分析和适当的极化选择,研究人员能够选择性地研究 SrTiO3(001) 的极化声子或 LaAlO3/SrTiO3 和 Al2O3/SrTiO3 界面二维电子气的 Drude 类非线性响应。

利用定量太赫兹频谱分析,研究小组建立了一种光学协议,用于在非真空或埋藏条件下远程测量复杂氧化物的界面电位。

总之,太赫兹 DFS 为现场探索复杂氧化物异质结构界面的低频激发提供了新的机会。

这种以单层灵敏度分辨表面或界面低频集体激发的能力可以很容易地扩展到各个学科,包括研究氢键网络结构、研究催化反应中金属氧化物上物理吸附物种的挫折振动等。

参考资料

Su, Y., et al. (2023) Probing Interface of Perovskite Oxide Using Surface-Specific Terahertz Spectroscopy. Ultrafast Science. doi.org/10.34133/ultrafastscience.0042.

相关内容

相关产品

图片名称分类制造商参数描述
  • 光电查
    Axios FAST光谱分析仪ASD Inc Div of Malvern Panalytical Inc

    秒级多元素化学成分分析由于时间关键的过程控制或运行样品高通量,您是否需要在几秒钟内对化学成分进行无损分析?马尔文PAnalytical Axios Fast SimultaneousWDXRF光谱仪可同时测量多达28种元素,浓度范围从ppm到100%,是理想的解决方案。准确而强大的分析、经验较少的员工的轻松操作以及高正常运行时间与低拥有成本齐头并进。在时间关键型应用程序中实现快速结果Axios快速元素分析仪可在几秒钟内获得分析结果,是时间关键型应用和高样品通量分析环境的理想工具。主要应用领域包括钢铁和金属合金生产,以及每天需要分析数百个样品的地质或商业实验室。

  • 光电查
    HORIBA DeltaPro-NL荧光测量系统光谱分析仪HORIBA Scientific

    新的Delta系列荧光TCSPC寿命系统是目前较快、较灵活、较经济实惠的寿命解决方案。Delta系列包括DeltaPro,这是一款非常经济实惠且简单易用的基于过滤器的寿命系统,其性能可与大多数高端系统相媲美。为了实现较大的灵活性和可升级性,我们的模块化系统DeltaFlex无缝集成了单色仪、偏振器、较广泛的光源阵列(LED、激光二极管、超连续谱激光器)和探测器(包括NIR)。这使得能够在跨越UV到NIR的波长上测量从25ps到1秒的寿命。作为40多年使用寿命经验的结晶,Delta系列的亮点包括:较快的信号源(高达100 MHz)、较宽的使用寿命范围(PS至sec)、全新的F-Link即插即用架构和先进的使用寿命分析软件,提供几乎无限的可配置性。Delta系列是真正的下一代荧光寿命系统。

  • 光电查
    HORIBA PTI QuantaMaster 8000光谱分析仪HORIBA Scientific

    Quantamaster 8000系列稳态荧光分光光度计是当今市场上较灵敏的台式荧光计。在信噪比>30,000:1的情况下,它们允许在样品中检测和识别较微小的荧光物质痕迹。它们采用较先进的高通量单色仪,配有三个电动光栅转台,可轻松扩展光谱范围,并配有电动翻转镜,可轻松使用额外的光源和探测器。高性能和开放式架构使其适用于几乎所有可能的应用。

  • 光电查
    光谱Alyzer MEAT光谱分析仪Zeutec Opto-Elektronik GmbH

    在肉类加工中,SpectraalyzerMeat可在几秒钟内对水、脂肪、蛋白质、胶原蛋白和灰分含量等重要参数进行多组分分析。因此,可以通过分析生产线任何阶段的样品来密切监控生产过程,而无需样品制备和使用试剂或其他消耗品。即时可用的、精确的质量信息能够实现更好的过程控制,从而实现更高的产品产量和始终如一的良好产品质量。无论您想要确定交付的原材料的质量,还是在为脂肪标准化或单个生产批次进行修剪时,SpectraAlyzerMeat都能立即为您提供所需的信息。无论是生肉、腌制或(部分)煮熟的香肠和火腿产品,该测量装置在德国食品和饲料代码L 06.00-64§64LFGB(ASU L 08.00-60)中得到验证,并被认可用于日常使用,能够在技术和经济方面实现密集的过程优化。水分含量高达85%、蛋白质含量低于2%或灰分含量范围较大的动物饲料(湿宠物食品)产品可使用德国食品和饲料规范L 06.00-64§64LFGB(ASU L 08.00-60)内验证的测量装置进行测试,并可用于日常使用。分析仪的稳健设计允许在实验室和直接在生产过程中灵活安装,其中温度波动、湿度、灰尘和震动对测量的准确性和长期稳定性没有影响。得益于集成的网络服务器,分析值、批处理协议和趋势图可立即在公司自己的网络中提供,如果需要,还可直接在云或生产服务器上进行进一步处理或可视化。较重要的是,SpectraAlyzerMeas是一个非常具有成本效益的分析仪系统。Zeutec“租赁您的实验室”计划展示了极具吸引力的租赁条件,可根据您的需求进行定制。

  • 光电查
    AP2051A 光谱分析仪光谱分析仪Apex Technologies

    波长范围: 1526 to 1607 nm

    APEX Technologies的AP2051A是一款光谱分析仪,波长范围为1526至1607 nm,波长分辨率为0.8至3.2nm@100至400 GHz,波长精度为±3 pm,动态范围为83 dB,扫描时间在0.4 nm/s(min)和1.2 nm/s(Max)之间。有关AP2051A的更多详细信息,请参见下文。