Temperature-assisted Piezoresponse Force Microscopy: Probing Local Temperature-Induced Phase Transitions in Ferroics
温度辅助压电响应力显微镜（tPFM）中尖端-表面结处的局部加热和偏置的组合为探测铁电体中局部温度诱导的相变、探索铁电体中极化动力学的温度依赖性以及潜在地发现由强温度和电场梯度驱动的耦合现象开辟了途径。在这里，我们分析了tPFM中的信号形成机制，并探讨了模型铁电材料中热致开关和偏压致开关之间的相互作用。我们进一步探讨了局部机电响应的挠曲电和热极化效应的贡献，并证明后者可以是显着的“软”铁电体。这些结果建立了定量解释tPFM观测的框架，预测了由非局域热梯度引起的极化开关驱动的非平凡开关和弛豫现象的出现，并为探索各种非中心对称和中心对称材料中热极化效应的物理机制开辟了一条途径.
2022-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning gate microscopy probing of anisotropic electron flow in a two dimensional electron gas at the (110) $\mathrm{LaAlO}_3/\mathrm{SrTiO}_3$ interface: A theoretical investigation
本研究构建紧束缚模型，理论解释(110) LaAlO₃/SrTiO₃界面非圆形费米面如何使量子点接触电子流方向、干涉条纹周期及轨道电子分布产生各向异性。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic structural phase progression in photo-excited VO2 revealed by time-resolved x-ray diffraction microscopy
固-固相变过程中的动态相分离对理解相关材料的基本过程提出了挑战。相变的关键信息，如局部相竞争，是很难揭示的空间平均在许多相分离的区域的测量。同时跟踪这种系统的空间和时间演化的能力对于理解相变期间的介观过程是必不可少的。使用国家的最先进的时间分辨硬X射线衍射显微镜，我们直接可视化的结构相进展时，在VO 2薄膜光激发。在均匀的面内光激发之后，相变在离散位点处开始，并且通过一个晶格结构生长成另一个晶格结构来完成，而不是同时各向同性晶格对称性变化。随时间变化的X射线衍射空间图表明，激光过热VO 2的面内相进展是通过位移晶格转变从激发态单斜相弛豫到金红石相的结果。定量测量的相前进展的速度，是快于面内热扩散驱动的过程，但低于VO 2中的声速。在时域中直接可视化局部结构变化开辟了一个新的途径来研究驱动系统中的介观过程。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall
Direct Probing Stacking Order and Electronic Spectrum of Rhombohedral Trilayer Graphene with Scanning Tunneling Microscopy
近年来，菱形三层石墨烯（r-TLG）由于其低能平带而引起了人们的广泛关注，并被预测会导致许多强关联现象。在这里，我们证明，它是可能的探测堆叠顺序和电子光谱的r-TLG直接与扫描隧道显微镜周围的顶部石墨烯层的单原子台阶边缘。隧穿光谱的r-TLG表现出四个相邻的峰，这是由低能平带产生的，两侧的电荷中性点。基于这些光谱，确定了r-TLG的真实能隙和K点处的能隙分别为约9 meV和23 meV。所观察到的功能是很好地再现了一个低能量的有效哈密顿量。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of graphene: a perspective from scanning tunneling microscopy and magneto-transport
本文综述了石墨烯电子性质的实验研究进展，以及不同衬底、磁场和超导体对石墨烯电子性质的影响。重点是使用扫描隧道显微镜，光谱学，运输和磁运输技术获得的结果。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Probing Kondo spin fluctuations with scanning tunneling microscopy and electron spin resonance
我们从理论上分析了一种基于电子自旋共振和扫描隧道显微镜（ESR-STM）相结合的最先进的实验方法，以直接探测近藤效应中的自旋涨落。近藤杂质与探针自旋交换耦合，ESR-STM装置检测到由近藤杂质的自旋涨落引起的探针自旋的小能级位移。我们采用开放量子系统的方法，把探测自旋看作“系统”，把近藤杂质自旋看作涨落的“浴”，用近藤杂质的动态自旋磁化率来计算共振线的位移.我们考虑表面上的各种常见的吸附原子作为可能的探针自旋，并估计相应的能级位移。它被发现的灵敏度是最明显的探针自旋与横向磁各向异性。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dual-probe decoherence microscopy: Probing pockets of coherence in a decohering environment
我们研究了使用一对量子比特作为非平凡环境的退相干探针。这种双探头配置是由三个两级系统耦合在一个链中，中间的系统代表一个环境两级系统（TLS）。这种TLS存在于量子比特的环境中，因此它与扰动波动的耦合（即它的退相干）被假设比作用于探测量子比特的退相干强得多。我们研究了这样一个三方系统的演化，包括退相干自由状态（暗态）和非马尔可夫行为的外观。我们发现这个TLS的所有参数都可以从其中一个探测量子比特的测量中获得。此外，我们还展示了两个量子位在探测环境中的优势，以及同时耦合到两个量子位的TLS所施加的新动力学。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing the Quantum States of a Single Atom Transistor at Microwave Frequencies
应用GHz频率来控制单个$P$原子的量子态的能力是基于施主的硅量子计算中的量子位控制所需的快速门脉冲的基本要求。在这里，我们证明了纳秒精度在所有外延单原子晶体管施加激励信号的频率高达$\approx$ 13 GHz的重磷掺杂硅引线。这些测量允许区分单原子的激发态和一维引线中的态密度。我们的脉冲光谱实验证实了在能量$\approx$ 9毫电子伏的激发态的存在下，与硅中单个$P$供体的第一激发态一致。该第一激发态到地的弛豫率估计大于2.5 GHz，与理论预测一致。这些结果代表了一个原子级精确的单原子晶体管器件在射频激发下的行为的系统调查。
2017-02-27 cond-mat.mes-hall
Probing topological quantum matter with scanning tunnelling microscopy
对物质拓扑相的研究正朝着强相互作用系统的方向发展，包括磁体和超导体，其中奇异效应来自几何、相关性和拓扑之间的量子级相互作用。在过去的十多年中，扫描隧道显微镜以其前所未有的空间分辨率、高精度的电子探测和磁性可调谐性，成为探测和发现新出现的拓扑物质的有力工具。扫描隧道显微镜可用于探测各种拓扑现象，以及从其他技术的补充结果。我们讨论了一些这些证明的原理方法应用于探头拓扑结构，特别注意可调矢量磁场，这是一个相对较新的方向，最近的焦点下进行的研究。然后，我们预计未来的可能性，原子分辨率隧道方法提供新的见解拓扑物质。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strongly bound excitons dominate electronic relaxation in resonantly excited twisted bilayer graphene
当两片石墨烯堆叠成扭曲双层石墨烯（tBLG）构型时，所产生的面间2 p轨道之间的受限重叠产生角度可调的电子吸收共振。使用多光子瞬态吸收（TA）显微镜和TEM的一种新的组合，我们解决了共振电子结构，并确保电子弛豫内单tBLG域。引人注目的是，我们发现，在共振激发tBLG域的瞬态电子人口增强了许多倍，形成一个主要的电子弛豫瓶颈。2-光子TA显微镜显示，这种瓶颈效应源于位于1-光子吸收共振以下0.37eV的强束缚暗激子态。这种强束缚激子与自由电子连续态的稳定共存以前从未在金属二维材料中观察到。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall
Cryogen-free variable-temperature Kelvin probe force microscopy for probing local chemical potential in a graphene heterostructure
本文开发了一种基于无制冷剂低温恒温器的变温开尔文探针力显微镜系统，通过定制锁相环和自动增益控制实现宽温域高灵敏测量，成功探测到石墨烯异质结构中的局部化学势变化及电子不均匀性。
2025-07-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnetic force microscopy versus scanning quantum-vortex microscopy: Probing pinning landscape in granular niobium films
本文介绍了扫描量子涡旋显微镜技术，通过低温磁力显微镜研究磁控溅射铌膜，利用被捕获涡旋作为纳米探针探测钉扎势与晶界，实现了30nm分辨率。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Scanning Gate Microscopy of a Nanostructure where Electrons Interact
我们表明，扫描门显微镜可用于探测纳米结构内部的电子-电子相互作用。我们假设一个简单的模型，由两个非相互作用的条带连接到一个相互作用的纳米系统组成。在其中一个条带中，静电势可以通过带电尖端局部变化。这种变化引起的修正后的纳米系统Hartree-Fock自能，增强了条纹的费米波长的一半，在图像中给出的量子电导作为尖端位置的函数。
2008-10-07 cond-mat.mes-hall
Local probing of superconductivity at oxide interfaces with atomic force microscopy
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Joint Quantum Institute, Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系联合量子研究所）；Department of Advanced Material Science, The University of Tokyo（东京大学先进材料科学系）；Department of Physics and Astronomy, University of Pittsburgh（匹兹堡大学物理与天文学系）；Department of Materials Science and Engineering, University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系）；Department of Chemistry and Biochemistry, University of Maryland（马里兰大学化学与生物化学系）；Institute of Experimental and Applied Physics, University of Regensburg（雷根斯堡大学实验与应用物理研究所）
研究通过原子力显微镜等技术，在LAO/STO异质界面中探测超导特性，揭示了超导信号的局部分布及非线性特性，为理解量子限制和输运异常提供了新途径。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing topological Floquet states in graphene with ultrafast terahertz scanning tunneling microscopy
University of Bremen（不来梅大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；University of Fribourg（弗里堡大学）；The Flatiron Institute（_flatiron研究所）；Fritz Haber Institute of the Max Planck Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
利用THz-STM探测石墨烯中弗洛quet拓扑态，揭示边态保护与手性特征。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall
Nano-scale mechanical probing of supported lipid bilayers with atomic force microscopy
我们目前的理论和实验的力-距离曲线$F(z_0)$的原子力显微镜（AFM）针尖（半径$R$）压痕支持的流体双层（厚度$2d$）。对于实际条件，力由双层的面积压缩性模量$κ_A$主导，并且在极好的近似下由$F= πκ_A R z_0^2/(2d-z_0)^2$给出。我们的模型很好地描述了三组分脂质双层中共存的液体有序区和液体无序区的AFM力曲线，并提供了与文献值一致的$κ_A$。液体有序相具有类似于我们通过氢键断裂建模的屈服响应。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Piezoelectricity of Atomically Thin WSe2 via Laterally Excited Scanning Probe Microscopy
奇数层二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）如WSe 2的晶格是非中心对称的，因此可以具有线性压电性，这对于诸如纳米机电系统（NEMS）和纳米发电机的应用是有吸引力的。然而，测量2D TMD的机电耦合是相当具有挑战性的，因为其D3 h点群对称性使得传统的压电响应力显微镜（PFM）不适用。在这里，我们开发了一种横向激励扫描探针显微镜（SPM）技术，使映射的压电响应原子级薄WSe 2直接在基板上具有高的空间分辨率。平面电极用于激发压电振动，同时对WSe 2施加各向异性面内机械约束，导致由于泊松效应而产生的面外变形，该面外变形可以通过SPM探针测量。使用这种技术，我们表明，WSe 2单层和三层表现出较强的机电响应线性所施加的激励偏置，是从基板不同，而WSe 2双层显示可忽略不计的机电响应预期。的有效压电系数估计为5.2 pm/V的测量，与理论预测一致。该方法可以方便地应用于具有相似对称性的各种二维材料。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing carrier dynamics in photo-excited graphene with time-resolved ARPES
固体中光生电子-空穴对的动力学由多体相互作用如电子-电子和电子-声子散射决定。因此，理解和控制这些散射通道对于从光捕获到光放大的许多光电应用至关重要。在这里，我们测量的形成和弛豫的光生非热载流子分布在单层石墨烯与时间和角度分辨光电子能谱。使用子10fs脉冲，我们确定碰撞电离的主要散射通道，占主导地位的动力学为第一个25fs后光激发。一旦载流子在狄拉克点积累，俄歇复合被发现在100和250 fs之间的时间尺度，这取决于非热载流子的数量。我们的观察有助于衡量石墨烯作为太阳能电池和太赫兹激光材料的潜力。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging Moiré Excited States with Photocurrent Tunneling Microscopy
本文开发了结合激光激发与扫描隧道谱的光电流隧穿显微镜，首次在原子尺度直接成像扭转双层WS2中莫尔激子的电子-空穴分布，揭示了由平面内电荷转移激子引起的交替光电流，并与GW-BSE计算高度吻合。
2023-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cathodoluminescence of stacking fault bound excitons for local probing of the exciton diffusion length in single GaN nanowires
我们进行相关的研究，个别GAN纳米线的扫描电子显微镜结合低温阴极发光，microphotoluminescence，和扫描透射电子显微镜。我们发现，一些纳米线表现出良好的本地化区域的堆垛层错束缚激子（3.42 eV）的能量发射光，并能够观察到在这些区域中存在一个单一的堆垛层错。在堆垛层错附近的阴极射线发光信号的精确测量给出了接近这个位置的激子扩散长度。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anharmonicity in multifrequency atomic force microscopy
在多频原子力显微镜较高的本征模外部激发，以提高分辨率和对比度，同时增加了实验观测的数量与使用温和的力量。在这里，外部激励的多个频率的影响进行了讨论的悬臂非谐性，基本周期和发病的次谐波和超谐波成分。悬臂非谐性的影响和控制的观测量，即监测的振幅和相位，并通过这些观测量量化的主要表达式，即维里和能量传递的理论基础的表达式。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall
Microscopyc description of the Photothermal increase of temperature for metallic nanoparticles excited with short-laser pulses
由于光吸收能量而产生的脉冲光热现象是由非辐射衰变机制引起的，其本质上意味着局部自由能的时间变化，从而意味着局部温度的暂时变化。在纳米尺度上，这是一个宏观变量的预测。在这里，我们介绍了一个形式主义的基础上Jarzynski的物理统计描述，解释两种配置的金属纳米粒子之间的平衡自由能差。这样，在一个有限的时间跨度内，我们描述的局部自由能的时间增加，从而产生的局部温度暂时使样品远离热平衡。其结果是一个表达式，其中可以得到光热诱导的金属纳米粒子的温度变化。出于实用目的，我们将研究限制在Au纳米颗粒上。该研究是作为粒径的函数和跨越光学范围的波长的光学性质。评估表明，对于半径小于40 nm的纳米颗粒，温度变化强烈依赖于颗粒尺寸和照明波长。然而，对于近40 nm的颗粒半径，基于宏观变量的当前描述和已知的形式主义预测了非常相同的温度变化。在结束时，我们讨论了其他可能的热力学后果与规模的考虑。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Probing Quantum Geometric Phases via Scanning Tunneling Microscopy
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文综述了利用扫描隧道显微镜在实空间直接探测量子几何相位的四种方法，包括纳米干涉、准粒子干涉、序参量分解和二维锁相技术，为量子材料中的相位工程提供了新框架。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing thermalization and dynamics of high-energy quasiparticles in a superconducting nanowire by scanning critical current microscopy
利用低温扫描隧道显微镜独立调节高能准粒子注入的能量与速率，发现纳米线临界电流降低主要由注入功率控制，证明了热机制并揭示了热点的快速动力学。
2022-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Atomic-scale sensing of photoexcitation processes in electronically isolated molecules via atomic force microscopy
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；IBM Research（IBM研究院）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
提出基于原子力显微镜的光激发单电荷AFM技术，通过同步激光脉冲探测单个分子中的光激发电子隧穿，实现埃级空间分辨率，并揭示长寿命四重激发态。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall
Probing GHz Spin Dynamics Across Magnetic Phase Transitions in CrCl3 Nanoflakes Using Nitrogen-Vacancy Microscopy
University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；Wichita State University（威奇托州立大学）；Nebraska Center for Materials and Nanoscience（内布拉斯加材料纳米科学中心）；University of Latvia（拉脱维亚大学）
研究CrCl3纳米片在磁相变中的自旋动力学，利用低温钻石量子传感显微镜测量光学检测磁共振、Rabi振荡和自旋-晶格弛豫时间，揭示自旋波动特性及磁噪声影响。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall
Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single spin microscopy
最近在二维范德瓦尔斯（vdw）晶体中发现的铁磁性引起了广泛的兴趣，由于其基础和应用研究的潜力。为了促进对VDW磁体的理解和应用，需要在纳米尺度上定量探测其磁特性的方法。在这里，我们报告的研究原子级薄晶体的vdw磁铁铬I $_3$下降到个人单层使用扫描单自旋磁力仪，并展示定量，纳米成像的磁化强度，局部缺陷和磁畴。我们确定的CrI $_3$单层的磁化强度为$\approx16~μ_B/$ nm $^2$，并发现在奇数层的样品可比值，而磁化消失时，层数是偶数。我们还建立了这种神秘的奇偶效应与材料结构密切相关，并且结构修改可以诱导铁磁和反铁磁层间有序之间的切换。除了揭示原子薄的CrI $_3$晶体中的磁性的新方面之外，这些结果还展示了单自旋扫描磁力仪用于研究2D vdw磁体中的磁性的能力。
2019-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron microscopy probing electron-photon interactions in SiC nanowires with ultra-wide energy and momentum match
纳米材料通常可以捕获光并与其强烈相互作用，从而导致许多光子器件应用。光-物质相互作用的研究通常采用光学光谱技术，但其存在衍射受限、动量传递微小、激发/探测不连续等局限性。本文利用扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱（STEM-EELS）技术，利用超宽的能量和动量匹配和亚纳米空间分辨率，研究了单根SiC纳米线的光学微腔共振谱。同时激发和探测到纵向法布里-珀罗（FP）共振模和横向回音壁模（WGM），其光谱范围从近红外（~ 1.2 μm）到紫外（~ 0.2 μm），动量传递范围可达108 cm{^{-1}}。纳米线的共振光谱的尺寸效应也被揭示。此外，共振EELS的纳米尺度的衰减长度被揭示，这是由SiC纳米线中的强局域化的电子-光子相互作用。这一工作为研究单根纳米线结构的光共振光谱和介电纳米结构中光-物质相互作用提供了一种新的方法，也为利用光子结构调制自由电子提供了一种新的途径.
2022-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanoscale diffractive probing of strain dynamics in ultrafast transmission electron microscopy
纳米结构系统中的光驱动高频应变波的控制是纳米声学进一步发展的重要组成部分。然而，广泛适用的实验手段，以定量映射这种结构的扭曲，其内在的超快时间和纳米长度尺度仍然缺乏。在这里，我们介绍了超快会聚束电子衍射（U-CBED）与纳米探测束的定量检索的时间相关的局部畸变张量。我们通过研究单晶石墨膜边缘附近的超快声变形来证明其能力。跟踪的结构失真与28 nm/700 fs的时空分辨率，我们观察到的声学膜呼吸模式与空间调制的振幅，由光学近场结构在膜边缘。此外，在膜边缘处发射面内极化声冲击波，其触发具有显著时空依赖性的二次声剪切波。实验结果进行了比较，在连续介质极限的数值声波模拟，突出微观耗散机制和弹道输运渠道的重要性。
2017-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Ultrafast molecular orbital tomography of a pentacene thin film using time-resolved momentum microscopy at a free-electron laser
我们使用时间分辨的动量显微镜在自由电子激光（FEL）和扩展到时域的轨道层析成像的电子波函数的激发分子轨道。这项技术为结构动力学和电子动力学之间的超快相互作用提供了前所未有的见解。在这项工作中，我们证明了一般的适用性，并建立在自由电子激光源的实验条件，以尽量减少空间电荷效应和辐射损伤。利用激光泵浦和自由电子激光探测技术研究了Ag（110）衬底上并五苯双层膜的结构.从动量显微镜信号中，我们分别获得了两个并五苯层激发态动力学的随时间变化的动量图。结合实验观察与理论研究，我们解释了所观察到的信号的底层，由于激发引起的分子和基板之间的电荷重新分配。我们确定，并五苯层的顶部的动力学类似于激发态分子动力学。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing quantum confinement within single core-multishell nanowires
理论上，六边形截面的核-多壳纳米线应该具有独特的限制效应。使用硬X射线纳米束，在这里，我们展示了实验证据的载体本地化现象在六边形角落同步辐射激发的光学发光与同步X射线荧光光谱相结合。应用于单同轴n-GaN/InGaN多量子阱/p-GaN纳米线，我们的实验缩小了光学显微镜和高分辨率X射线成像之间的差距，并呼吁进一步研究光电纳米器件的潜在机制。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall
Pauli blockade microscopy of quantum dots
我们提出了一个在泡利封锁条件下的双量子点自旋敏感扫描探针显微镜实验。电自旋共振由施加到扫描栅极的AC电压引起，其引起电流的泡利阻断的解除。固定的哈密顿本征态被用来作为一个基础的自旋动力学与交流电位的探针的描述。对于双电子系统，我们评估了从三重态$\mathrm{T}_+$到单重态$\mathrm{S}$或三重态$\mathrm{T}_0$的跃迁速率，即到电流的泡利阻断被解除的条件。自旋翻转跃迁的速率与跃迁矩阵元一致，并强烈依赖于尖端位置。讨论了自旋密度的探测和最终过渡态的确定。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall
Probing the local density of states in three dimensions with a scanning single quantum emitter
它们的内在性质使单量子系统成为量子增强传感和显微镜的理想工具。作为额外的益处，它们的尺寸通常在原子尺度上，这使得能够以非常高的空间分辨率进行感测。在这里，我们报告利用一个单一的氮空位中心纳米金刚石进行三维扫描探针荧光寿命成像显微镜。通过测量单个发光体寿命的变化，获得了纳米尺度上的局域光态密度信息。这种收集光态局部密度信息的技术对于理解基本量子光学过程以及新型光子和等离子体器件的工程设计都很重要。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanoscale Probing of Localized Surface Phonon Polaritons in SiC Nanorods with Swift Electrons
表面声子极化激元在红外到太赫兹波长的光的亚波长控制和操纵方面具有很大的潜力。在这里，我们借助单色扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱技术，研究了SiC纳米棒中光学声子模的激发。表面声子极化激元受SiC纳米棒的几何形状和尺寸的调制。特别地，我们研究了表面声子极化激元的色散关系、空间依赖性以及几何和尺寸效应。这些实验结果与介电响应理论和数值模拟相一致。这些发现为在极性介质中操纵光提供了关键信息，对设计新型纳米级声子-光子器件具有重要意义。
2019-09-21 cond-mat.mes-hall
Optimizing atomic resolution of force microscopy in ambient conditions
环境操作对AFM提出了挑战，因为与真空或液体环境中的操作相比，当探测样品时，悬臂动力学从在空气中振荡到在水合层中振荡发生了显著变化。我们展示了原子分辨率的KBr（001）表面在环境条件下通过调频原子力显微镜与悬臂基于石英音叉（qPlus传感器）的成像，并分析了长期和短期的贡献阻尼。水化层的厚度随相对湿度的增加而增加，因此改变湿度可以研究水化层厚度对悬臂梁阻尼的影响。从阻尼与振幅的测量开始，我们在原子尺度上分析了信号和噪声特性。然后，我们确定了最佳振幅，使我们能够获得高质量的原子分辨图像。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall
Probing the Quantized Berry Phases in 1H-NbSe$_2$ Using Scanning Tunneling Microscopy
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Oxford（牛津大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of Florida（佛罗里达大学）
本研究开发了结合从头算轨道波函数与STM信号提取轨道间关联函数的新方法，首次在实验上明确识别出1H-NbSe₂中的阻碍原子绝缘相，该方法可推广至其他材料体系。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing temperature-induced phase transitions at individual ferroelectric domain walls
铁电畴壁由于其表现出的功能行为的广泛变异性而成为凝聚态物理中最迷人的对象之一。然而，绝大多数畴壁的研究一直集中在偏压诱导的动力学和输运行为。在这里，我们介绍了基于压电响应力显微镜（PFM）的扫描探针显微镜方法与动态加热探头，结合局部加热和局部偏置的材料。这种方法是用来探索软Sn 2 P2 S6铁电体的热极化动力学，并允许在个别域壁的相变的探索。介绍了热PFM的强调制区和弱调制区。讨论了加热探针法在SPM功能测量中的潜在应用，包括压电、弹性、微波和输运测量。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Probing Atomic Structure and Majorana Wavefunctions in Mono-Atomic Fe-chains on Superconducting Pb-Surface
受量子计算的巨大潜力的推动，固态系统中的Majorana束缚态（MBSs）近年来引起了广泛的关注。特别是，MBSs的波函数局部化是一个关键特征，对于它们未来作为量子比特的实现至关重要。利用扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）研究了Pb（110）表面铁原子拓扑超导链的空间和电子特性。我们证明了Fe链是单原子的，以线性方式结构，并在其末端表现出零偏压电导峰，我们将其作为Majorana束缚态的签名。原子链的空间分辨电导图表明，MBSs很好地定位在链端（低于25 nm），与理论预测的两个本地化长度。我们的观察为铁链中的多量子点作为量子计算器件的量子比特提供了强有力的支持。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus
Inelastic electron tunneling spectroscopy for probing strongly correlated many-body systems by scanning tunneling microscopy
我们提出了一个扩展的扫描隧道显微镜（STM）的隧道理论，包括不同类型的振动电子耦合负责非弹性贡献的隧道电流在强耦合限制。它允许更好地理解更复杂的扫描隧道光谱的分子在金属基板上分离弹性和非弹性的贡献。出发点是在没有STM尖端的情况下，电子活性局域轨道的谱函数的精确解。这包括耦合系统中的电子-声子耦合，该耦合系统包括分子和衬底到任意顺序，包括反绝热强耦合机制以及对分子的自由电子自旋的近藤效应。隧道电流是在隧道矩阵元的第二阶中导出的，该隧道矩阵元以相关振动位移的幂展开。我们使用单粒子电子性质的从头计算结果作为数值重整化群方法的适应材料特定输入，以准确地确定Ag（111）上NTCDA分子的电子性质，作为我们理论的挑战性样品系统。我们的分析表明，在没有任何电子-声子耦合的情况下，隧道电流的从头算多体计算与实验扫描隧道光谱之间的失配可以通过包括两种机制来解决：（i）局部衬底轨道上的强非常规Holstein项导致近藤温度的降低，以及（ii）不同的电子-振动耦合到隧穿矩阵元是$dI/dV$曲线中有限频率处的非弹性阶跃的原因。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing Local Variations of Superconductivity on the Surface of Ba(Fe1-xCox)2As2 Single Crystals
用四探针扫描隧道显微镜研究了最佳掺杂的超导Ba（Fe_（1-x）Co_x）_2As_2单晶表面的空间分辨电输运性质。虽然一些不均匀的对比度出现在切割晶体的边缘附近，但扫描电子显微镜（SEM）显示大部分对比度均匀。对于SEM对比度均匀的区域，在TC = 22.1K处观察到一个尖锐的超导转变，转变宽度（δ）Tc = 0.2K。在非均匀对比度区，TC在19.6 ~ 22.2K之间变化，（δ）Tc在0.3 ~ 3.2K之间。波长色散X射线光谱表明，Co浓度保持在7.72%的均匀区域，但在7.38%和7.62%之间的非均匀区域的变化。因此，超导电性的变化与局部成分变化有关。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Visualizing quantum phenomena at complex oxide interfaces: an atomic view from scanning transmission electron microscopy
复杂氧化物界面是凝聚态物理和材料科学的研究热点之一。在过去的十年中，像差校正扫描透射电子显微镜和光谱学已被证明是非常宝贵的可视化和理解新兴的量子现象在接口。本文综述了近年来电子显微镜在界面探测方面的研究进展。具体来说，我们讨论了几个重要的挑战，电子显微镜，以提高我们对界面现象的理解，从变温，磁性，电子能量损失谱分析，电子对称性和缺陷探测的角度。
2021-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the Jaynes-Cummings Ladder with Spin Circuit Quantum Electrodynamics
本文通过提高探测功率和双音频谱学观测自旋 circuit QED 中 Jaynes-Cummings 阶梯的激发态与多光子跃迁，并以输入—输出框架解释既有实验特征。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Planar Ballistic Electron Emission Spectroscopy for Single-Shot Probing of Energy Barrier Inhomogeneity at Junction Interface
提出一种无需显微调查的平面弹道电子发射光谱方法，利用平面隧道结作为BEEM探针阵列，结合Tung模型与Bell-Kaiser理论分析信号，成功探测了Pt/4H-SiC结界面的能量势垒不均匀性。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Nuclear Spin-Lattice Relaxation Time at the Nanoscale
核自旋晶格弛豫时间测量铜使用磁共振力显微镜在温度下进行到42 mK。通过与Korringa关系式的比较，验证了低温的存在性。在非常低的温度下局部测量自旋-晶格弛豫时间为测量氧化物界面、拓扑绝缘体和其他强关联电子系统（如高Tc超导体）中实现的非均匀电子系统的磁性提供了可能性。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Thin-wall Single-crystal Gold Nanoelectrodes towards Advanced Chemical Probing and Imaging
提出一种基于模板辅助单晶生长的湿化学高通量制备方法，解决了薄壁金纳米电极易损和难以规模化的问题，实现了高稳定性与高分辨率的先进电化学显微成像及传感。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
