對于優(yōu)秀的科研工作者來說,夢想是獲得卓越成果的催化劑和最好的引路人。在微納光子學領域,人們希望能像近代和現(xiàn)代的科學家在微電子學領域成功地操控電子那樣來操控光子,從而實現(xiàn)具有電控光或者光控光功能的新型微納光電器件。盡管對照微電子學的發(fā)展路線來實現(xiàn)微納光子學是一種有益的嘗試,但是由于光子與電子的基本特性不同,使得微納光電器件的設計和集成原則可能也與現(xiàn)在的集成電路有著很大的區(qū)別。同時,由于在傳統(tǒng)半導體工藝中缺少對微納尺度下各種光物理過程的更為直觀的研究方法,僅利用原子力顯微鏡 (AFM) 、掃描電子顯微鏡 (SEM) 、透射電子顯微鏡 (TEM) 、 X 射線衍射(XRD) 、X 射線光電子能譜 (XPS) 等形貌、結(jié)構(gòu)及成分分析的表征手段,難以對微納光電器件的內(nèi)在物理過程進行更為細致的研究。漸漸地,這么一個夢想又在微納光子學領域表現(xiàn)出來,即隨著現(xiàn)今生活中不可缺少的各種功能器件單元的尺寸越來越小,性能越來越強,如果我們能對這些微小的光電器件中的各種關(guān)鍵的光物理過程進行實時的觀測,分析它們受到的外界條件的影響,那么或許我們就能為進一步優(yōu)化微納光電器件的性能提供更為可靠的設計方案。
而在另一個前沿交叉領域,即對從小分子到各種納米材料及其復合結(jié)構(gòu)的光物理過程的研究中,超快光譜一直扮演著重要的角色。現(xiàn)代時間分辨光譜學開始于對化學鍵的認識和研究,尤其是對化學鍵的形成及斷裂過程的研究。這些化學反應過程大都在亞皮秒量級 (1 ps等于 10- 12 s),遠遠超越了人眼的時間分辨能力 (大約只有 1 s),也超過了電學設備的時間分辨極限 (皮秒量級 )。所以在 20 世紀初,直接觀測化學反應的基本過程還僅僅是化學家的夢想。而超短脈沖激光器的出現(xiàn)使得精確測量化學反應過渡態(tài)的夢想在 20 世紀末成為了現(xiàn)實。其中最著名的成就就是 1987 年Ahmed Zewail 教授對化學鍵斷裂的實時觀測,他也因此于 1999 年獲得諾貝爾化學獎 。借助于飛秒激光器的幫助,目前超快時間分辨光譜 (或簡稱超快光譜 )技術(shù)的時間分辨能力大都在飛秒 (1 fs等于 10- 15 s)到亞皮秒量級。恰巧的是,這些在光化學和光生物學中大量存在的涉及電荷轉(zhuǎn)移和能量傳遞的過程 (在亞皮秒到納秒量級的時間范圍內(nèi))現(xiàn)在也正逐漸成為光電子學領域中的重要研究內(nèi)容之一 。當微納光子學遇到超快光譜時,物理空間的分辨尺度便與光物理過程的時間分辨尺度相結(jié)合。
面對形形色色的熒光納米材料,不僅傳統(tǒng)的 AFM ,TEM,SEM 等表征手段只能觀察到粒子的形貌,而且一般的超快光譜技術(shù)也僅能反映材料的某種物理特性隨 時 間 變 化 的 系 綜 平 均 效果。此外,還不同于單純研究的納米材料,當這些新型光電功能材料作為微納光電器件單元出現(xiàn)時,它們之間的光—電 /電—光轉(zhuǎn)換及其光互聯(lián)過程的機理研究也對超快光譜的空間定位能力提出了更高的要求。那么,有沒有這樣一種既 具 有 極 高 的 空 間 分 辨 能力,又有足夠的時間分辨能力的先進儀器呢?這在上個世紀,最初也只是某個人心中的一個夢想。然而,很快地,他將這個夢想以基于透射電子顯微鏡的同步單電子成像的形式實現(xiàn)了。這個人正是前面提到過的“飛秒化學之父” ——Ahmed Zewail 教授。確實,受到Ahmed Zewail 教授工作的激勵,其他形式的高空間分辨的四維時間分辨光譜也逐漸建立起來,大大擴展了我們對原子尺度下結(jié)構(gòu)導致的各種物理現(xiàn)象的認識。例如,通過結(jié)合掃描隧穿顯微鏡(STM) 和對自旋敏感的全電學泵浦—探測構(gòu)架,就能夠?qū)蝹€原子的電子自旋弛豫進行納秒尺度的時間分辨測量 。從這些卓越的工作成果中可以看到,如果能將四維時間分辨光譜技術(shù)從飛秒化學關(guān)注的領域引入到微納光子學中,即便沒有電子顯微鏡那么強大的空間分辨能力,也將極大的豐富我們探索微納尺度下物理規(guī)律時獲得的知識和成果。超快光譜和微納光子學之間擦出的火花才剛剛綻放。在這個前沿交叉領域,各種思想的碰撞描繪出了廣闊的應用前景。我們相信現(xiàn)代的四維顯微系統(tǒng)及其各種變化形式將在探索新現(xiàn)象和獲取新知識的道路上發(fā)揮獨特的作用 。這些寄語仍然激勵著在各個科研前沿領域追尋著各自夢想的科研工作者們。追尋夢想的過程漫長又艱辛,但是心懷夢想的我們從未停止探索的腳步,期望通過自身的努力,一步一個腳印地解決前進中的問題以實現(xiàn)自己的夢想。
蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年,坐落在美麗的蘇州高新區(qū)科技城,是一家起點高、前瞻性強的研發(fā)和制造型高科技企業(yè)。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫(yī)療儀器。飛時曼作為國內(nèi)自主品牌、原子力顯微鏡廠家,其主要產(chǎn)品有:原子力顯微鏡系列(多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業(yè)型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000)。2015年,公司獲得江蘇省高新技術(shù)企業(yè)認證,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)30多項,研發(fā)的多款產(chǎn)品被評為高新技術(shù)產(chǎn)品,并通過CE、ISO9001、SGS認證。