4D超快电子显微镜及其在纳米尺度非平衡态超快动力学中的应用

Abstract:

4D超快电子显微镜由于可以在超高的时间和空间尺度直接观察物质的结构相变、形貌变化、载流子相互作用等瞬态动力学过程，逐渐成为物理、化学、材料和生物等多学科研究领域重要的动力学研究手段之一。本报告将首先简单介绍4D超快电子显微镜技术的发展历程和当前研究现状。随后，将重点介绍我们近年来在发展新型原位4D超快电子显微镜技术及其应用方面做的一些工作，包括：1）发展了液相4D超快电子显微技术，在纳秒与纳米时空尺度系统揭示了溶液中纳米金颗粒在飞秒激光作用下的超快动力学行为；2）发展了双色近场光学超快电子显微镜技术（Two-color PINEM），将4D超快电子显微镜的时间分辨率提升了一个数量级，在飞秒与纳米尺度研究揭示了银薄膜表面等离激元分布特性及单个Mott绝缘体纳米线在Mott相变中电荷动力学的作用；3）发展了基于微波调制的新型4D超快电子显微镜，实现了对5G电磁波在天线中传输动力学过程的可视化测量。最后，本报告将对4D超快电子显微镜的未来发展和应用进行简单展望和讨论。

Bio:

付学文，南开大学物理科学学院教授，博士生导师，南开大学超快电子显微镜实验室负责人，国家海外高层次引进青年人才，天津市杰出青年基金获得者，南开大学百名青年学科带头人，国家重点研发计划青年首席科学家。主持国家重大科研仪器研制专项、国家重点研发计划青年项目等多个国家级科研项目。于2014年博士毕业于北京大学凝聚态物理专业，曾先后在美国加州理工学院和布鲁克海文国家实验室从事研究工作。于2019年加入南开大学物理科学学院，建立了南开大学超快电子显微镜实验室。长期从事4D超快电子显微镜、超快阴极荧光等超高时空分辨电子成像与探测技术开发及其在低维量子功能材料的结构、载流子、自旋等动力学中的应用研究。发展了原位液相4D超快电镜、双色近场光学超快电镜、基于射频脉冲电子发生器的4D超快电镜等先进的原创性4D超快电镜技术。在Science、Science Advances、Nature Communications、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Letters、Advanced Optical Materials等国际学术期刊发表学术论文50余篇，申请发明专利10项，获授权发明专利2项。研究成果多次被 Science、Phys.org、Physicsword、Nanotechweb、Advances in Engineering等科学媒体选为研究亮点进行报道。入选2021强国青年科学家提名，获天津市知识产权创新创业发明与设计大赛二等奖、南开大学青年五四奖章等荣誉。