捕捉超快载流子和激子传输：宽场瞬态吸收显微镜技术的进步

《The Journal of Physical Chemistry Letters》：Capturing Ultrafast Carrier and Exciton Transport: Advances in Wide-Field Transient Absorption Microscopy

宽场瞬态吸收显微术（WTAM）结合飞秒时间分辨率与亚衍射空间成像，有效解决传统点扫描TAM的局限，直接可视化材料中载流子及激子扩散与传输动力学，并已应用于钙钛矿、有机半导体等材料，未来需突破技术挑战以拓展应用

　　

以高时空分辨率理解载流子和激子的传输对于推动下一代电子和光电子器件的发展至关重要。然而，传统的时间分辨光谱技术在解析空间依赖的超快动态方面存在局限性。近年来，瞬态吸收显微镜（TAM）通过将时间分辨光谱技术与光学显微镜相结合，实现了对光诱导载流子传输过程的空间和时间演化的同时捕获。尽管如此，传统TAM的点扫描特性导致采集时间较长，并对激光稳定性和样品的鲁棒性提出了严格要求，这严重限制了其应用范围。宽场瞬态吸收显微镜（WTAM）通过将飞秒级的时间分辨率与亚衍射级空间成像能力相结合，有效克服了这些限制，从而能够直接且快速地观察载流子和激子的扩散及传输动态。在这篇综述中，我们介绍了WTAM的基本原理和仪器设备，并总结了其在绘制时空动态图谱方面的独特优势。我们还重点介绍了将WTAM应用于研究各种材料（包括钙钛矿、有机半导体和二维材料）中的平衡态和非平衡态传输过程的最新进展。最后，我们讨论了当前面临的挑战，并提出了未来扩展WTAM在表征先进材料以及指导高性能光电子器件设计方面的潜力。