Quasi-nondegenerate pump-probe magnetooptical experiment in GaAs/AlGaAs heterostructure based on spectral filtration
我们报道了一种准非简并泵浦探测技术，它是基于飞秒激光脉冲的光谱过滤的一对相互光谱分离的干涉滤波器。这种节省成本和空间的方法甚至可以用于泵浦-探测显微镜，其中泵浦和探测脉冲的共线传播由显微镜物镜的利用决定。这种技术解决了从探测光束中有效去除泵浦光子的矛盾要求，以实现良好的信噪比，同时需要激发和探测的光谱接近，这对于许多材料系统的磁光研究是必不可少的。重要的是，100 fs长激光脉冲的光谱过滤不会显著影响所得的时间分辨率，其保持远低于500 fs。我们证明了这种技术的实用性，在空间和时间分辨的自旋敏感的磁光克尔效应（MOKE）实验中的GaAs/AlGaAs异质结构，在接近MOKE共振的波长的电子的光注入后，形成一个高迁移率的自旋系统。特别是，我们研究了电荷相关（反射率）和自旋相关（MOKE）信号的时间和空间演化。我们发现，它们以类似但不完全相同的方式演变，我们归因于GaAs中的几个电子多体效应的相互作用。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron-induced state conversion in diamond NV centers measured with pump-probe cathodoluminescence spectroscopy
金刚石中的氮空位（NV）中心是可靠的单光子发射体，在量子技术和计量学中具有应用。已知NV中心有两种电荷状态：NV $^0$和NV $^-$，后者由于其长的电子自旋相干时间而被主要研究。因此，控制NV中心的电荷状态是必不可少的。然而，理解不同状态之间的动态仍然具有挑战性。这里，示出了由于电子诱导载流子产生而从NV $^-$到NV $^0$的转换。首次提出了用电子脉冲作泵浦，激光脉冲作探测，制备和读出NV态的超快泵浦-探测阴极发光光谱。用考虑载流子动力学（0.8 ns）、NV $^0$自发发射（20 ns）和NV $^0$ $\rightarrow$ NV $^-$反向转移（500 ms）的模型解释实验数据。结果提供了新的见解的NV $^-$ $\leftrightarrow$ NV $^0$转换动力学，并到使用泵探测阴极发光作为纳米级NV表征工具。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Measurement of Photocarrier Mean Free Path via Speckled Laser Pump -- Transient Fourier Microscopy Probe
Center for Neutron Science and Technology, Guangdong Provincial Key Laboratory of Magnetoelectric Physics and Devices, School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院中子科学与技术中心、广东省铁电物理与器件重点实验室）；State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院光电材料与技术国家重点实验室）
本研究提出了一种通过斑点激光泵-瞬态傅里叶显微镜探针测量光载流子平均自由程的新方法，发现硅膜和砷化镓量子阱中热点载流子的平均自由程显著大于电测结果。
2026-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spatially resolved pump-probe study of single-layer graphene produced by chemical vapor deposition
采用空间和时间分辨泵浦-探测光谱技术，通过测量差分透射和差分反射，研究了化学气相沉积（CVD）法生长的单层石墨烯的载流子动力学。通过研究由1500 nm泵浦脉冲和1761 nm探测脉冲激发的载流子的高斯空间分布的扩展，我们观察到每秒5500平方厘米的热载流子扩散。我们还观察到，载流子密度分布的扩展降低到1 ps内的缓慢速率，这是出乎意料的。此外，通过使用810 nm的探测脉冲，我们观察到差分透射和反射都改变了符号，而且这种符号变化可以通过将石墨烯暴露于相对高通量的飞秒激光脉冲而永久地去除。这表明，稍后的差分透射和反射可能不是由载流子直接引起的，而是来自样品制造或转移过程中的一些残留材料。
2012-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Pump Built-in Hamiltonian Method for Pump-Probe Spectroscopy
提出了一种计算相互作用电子系统非线性光学响应的新方法。在这种方法中，总的哈密顿量（系统+系统-泵浦相互作用）被转换成一种不同的形式，（显然）没有系统-泵浦相互作用。变换后的哈密顿量，我们称之为泵浦内置哈密顿量，其参数取决于泵浦光束的强度。利用泵浦内建的哈密顿量，我们可以通过应用{ \em linear}响应理论来计算非线性响应（对作为泵浦光束的函数的探测光束的响应）。我们证明了这种新方法的基本思想，将其应用到一个一维的，两个波段的模型，在泵浦激发的情况下是虚拟的（相干激发）。我们发现费米边奇异性的指数随泵浦强度的变化而变化。
1999-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Exciton diffusion in semiconducting single-wall carbon nanotubes studied by transient absorption microscopy
利用瞬态吸收显微镜研究了孤立半导体单壁碳纳米管中激子的时空动力学。测量了750 nm泵浦脉冲激发后810 nm探测脉冲的差分反射和透射。我们观察到一个双指数衰减的信号，快速的时间常数为0.66 ps和较慢的时间常数为2.8 ps。这两个常数都与泵浦能量密度无关。通过空间和时间分辨差分反射，我们能够观察到激子的扩散，并且在室温下测量到200 cm 2/s的扩散系数，在10 K和150 K的较低温度下测量到300 cm 2/s的扩散系数。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Signatures of relativistic spin-light coupling in ultrafast magneto-optical pump-probe experiments
超快退磁的飞秒磁光泵浦-探测测量显示了磁光克尔响应的前100 fs中的有趣差异，这取决于泵浦和探测光束的偏振是平行还是垂直配置[Bigot等人，5，515（2009）]。从最广义的相对论性哈密顿量出发，着重讨论了超相对论性光自旋相互作用，并指出当抽运和探测偏振方向平行和垂直时，该耦合项将导致不同的光感生光磁场，从而解释了测量结果。我们还分析了其他泵浦-探测配置，其中泵浦激光器是圆偏振的，所采用的探头只包含线性偏振光，并表明可以预期类似的光磁效应。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Externally-triggerable optical pump-probe scanning tunneling microscopy with a time resolution of tens-picosecond
纳米结构的光致载流子动力学在开发先进材料的新功能方面起着至关重要的作用。光学泵浦-探测扫描隧道显微镜（OPP-STM）代表了具有纳米级空间分辨率的这种载流子动力学的真实空间成像的独特能力。然而，将超快脉冲激光器的先进技术与STM相结合以实现稳定的时间分辨测量仍然具有挑战性。最近的OPP-STM系统，其激光脉冲定时由外部触发器电控制，大大简化了这种组合，但由于纳秒时间分辨率限制了其应用。在这里，我们报告了一个外部可重复的OPP-STM系统的时间分辨率在十皮秒范围内。我们还实现了稳定的激光照射的尖端样品交界处放置一个位置可移动的非球面透镜驱动的压电致动器直接在STM平台上，并通过采用光束稳定系统。我们展示了GaAs（110）表面的OPP-STM测量，观察到载流子动力学与$\sim170$ ps的衰减时间，并揭示了本地载流子动力学的功能，包括一个台阶边缘和纳米级缺陷。稳定的OPP-STM测量与几十皮秒分辨率的电控制的激光脉冲突出了该系统的潜在能力，用于研究纳米级载体动力学的广泛的功能材料。
2023-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Filtering Noise in Time and Frequency Domain for Ultrafast Pump-Probe Performed Using Low Repetition Rate Lasers
光学泵浦探测光谱是一种强有力的工具，可以直接探测材料中的载流子动力学，分辨率可达亚飞秒。为了进行这种测量，在保持对样品的泵浦引起的扰动尽可能小的同时，必须具有高信噪比的检测方案。当使用高重复频率激光器作为光脉冲源时，利用基于锁定放大器的相敏检测容易实现如此高的信噪比。然而，当低重复率激光器用于测量时，这种基于锁定放大器的方法不能很好地工作。在本文中，一个敏感的检测方案，结合boxcar的优点，抑制噪声在时域和锁定放大器，隔离信号在频域进行泵浦-探测测量使用低重复率激光系统的建议和实验证明。提出了一个理论模型来解释信号检测的过程，并提出了一种减小探测脉冲中脉冲间能量波动的方法。通过在不同探测条件下的泵浦探测实验，给出了获得低噪声瞬态吸收信号所需的最佳条件。所报道的技术不限于泵浦探测测量，并且可以容易地修改以适合于低重复率下的其他灵敏测量。
2020-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Femtosecond Pump-Probe Studies of Reduced Graphene Oxide Thin Films
利用超快泵浦-探测光谱技术研究了还原氧化石墨烯薄膜中光生载流子的动力学行为。在9 ~ 300 K的温度范围内测量了随时间变化的差分透射率。在每个样品温度和探针延迟下，差分传输的符号保持为正。观察到一个快速的热载流子的能量弛豫，并被发现是独立的样品温度。我们的实验表明，还原氧化石墨烯中的载流子动力学与其他类型的石墨烯相似，并且差分传输是由载流子的相态填充引起的。
2010-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical pump-probe studies of carrier dynamics in few-layer MoS2
利用飞秒光泵浦探测技术研究了机械剥离法制备的少层MoS2样品中的载流子动力学。超快泵浦脉冲激发载流子，并且探测调谐到激子共振的探测脉冲的差分反射。我们发现，差分反射信号的频谱类似于共振的导数。信号的衰减时间在150至400 ps的范围内，随探测波长增加。在固定探测波长的情况下，信号幅度与泵浦注量成正比，而衰减时间与泵浦注量无关。
2011-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High repetition pump-and-probe photoemission spectroscopy based on a compact fiber laser system
本文描述了一种时间分辨光电发射（TRPES）装置，该装置配备了一个掺Yb光纤激光器系统，在95 MHz的重复频率下提供1.2 eV的泵浦脉冲和5.9 eV的探测脉冲。时间和能量分辨率分别为11.3 meV和~310 fs，后者是通过在高度取向的热解石墨（HOPG）上进行TRPES来估计的。高重复频率适合于在TRPES谱中实现高信噪比，从而促进低泵浦注量（p）区域中的超快电子动力学的研究。在p低至30 nJ/mm ~ 2的多晶铋（Bi）的TRPES证明。激光源是紧凑的，并对接到现有的TRPES设备的基础上250 kHz的钛：蓝宝石激光系统。95 MHz的系统是不太容易空间电荷展宽的影响相比，250 kHz的系统，我们明确显示在一个系统的探测功率依赖性的费米截止多晶金。我们还描述了取向Bi（111）/HOPG样品的TRPES响应对于微调泵浦和探测光束的空间重叠是有用的，即使当p低至30 nJ/mm 2时。
2016-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Correcting nonlinear drift distortion of scanning probe microscopy from image pairs with orthogonal scan directions
探针相对于样品的不希望的运动是扫描探针显微镜中普遍存在的问题，导致实验图像中的线性和非线性伪影。我们已经设计了一个程序来纠正这些文物，通过使用正交扫描对对齐每个测量线沿慢扫描方向。我们证明了我们的算法在合成和实验数据的准确性，并提供了我们的方法的实施。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Direct detection of pure spin-current by x-ray pump-probe measurements
通过同步辐射X射线脉冲与微波波形的同步，利用Py/Cu/Cu 75 Mn 25/Cu/Co多层膜中Py（Ni 81 Fe 19）层的铁磁共振（FMR）将纯自旋电流注入Cu 75 Mn 25间隔层，然后利用时间分辨X射线磁圆二色性（XMCD）直接探测Cu 75 Mn 25层中的自旋电流.这种特定于元素的泵浦-探测测量明确地识别了Cu 75 Mn 25层中的AC自旋电流。此外，相位分辨X射线测量揭示了Co自旋的特征双极相位行为，其是自旋电流驱动的自旋进动的指纹。
2016-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved femtosecond pump-probe study of topological insulator Bi2Se3
利用空间分辨超快泵浦-探测技术研究了Bi_2Se_3晶体中载流子和声子的动力学行为。在差分反射中观察到明显的振荡，具有两个不同的频率，并归因于相干光学和声学声子，分别。信号的上升时间表明，在这种材料中，热载流子的热化和能量弛豫都是亚ps的。我们发现，热化和弛豫时间随载流子密度的增加而减小。差分反射轮廓的扩展允许我们估计双极载流子扩散系数在每秒500平方厘米的量级上。轮廓的长期缓慢膨胀显示热扩散系数为每秒1.2平方厘米。
2011-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Impact ionization in InSb probed by THz-pump THz-probe spectroscopy
在200 K和80 K下研究了宽带远红外辐射激发下锑化铟（InSb）中皮秒载流子的动力学。采用一种新颖的太赫兹泵浦/太赫兹探测方案，泵浦太赫兹场为100 kV/cm，强度为100 MW/cm^2，我们观察到了载流子加热和碰撞电离。产生的载流子数超过10^16 cm-3，对应于80 K时载流子密度变化Δ N/N为700%。在1.2 THz处的良好定义的吸收峰的开始是由于热电子的冷却而导致的LO和LA声子群的变化的指示。
2008-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermal conductance at the graphene-SiO2 interface measured by optical pump-probe spectroscopy
我们研究了通过机械剥离石墨在熔融SiO2衬底上制备的单层和多层石墨烯样品的界面热导率σint。通过使用超快光泵浦脉冲并监测皮秒时间尺度上的瞬态反射率，我们获得了石墨烯-SiO2系统的平均σint为5，000 W/cm 2K。我们观察到单个样品之间的σint的显著变化，但没有发现石墨烯层厚度的系统依赖性。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles modelling for time-resolved ARPES under different pump-probe conditions
时间分辨角分辨光电子能谱学的第一性原理方法在解释和微观理解复杂的实验数据以及探索未来实验中可能实现的新观测量或观测条件方面发挥着关键作用。在这里，我们描述了一个有效的，可靠的和可扩展的第一性原理方法的tr-ARPES的时间依赖的密度泛函理论的基础上，包括传播和表面效应通常被丢弃的广泛使用的多体技术的基础上计算的非平衡光谱函数，并讨论其应用到各种泵浦探测条件。我们确定了四个条件，这取决于探针的长度相对于材料中的激发，一方面和另一方面的泵和探针之间的重叠。在这个范例中，时间分辨ARPES的观测量的不同的例子进行了讨论，鉴于新开发的和高精度的时间分辨实验光谱。
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-Polaritons in Non-Centrosymmetric Systems: Theory of Terahertz Pump-Optical Probe Spectroscopy
Department of Physics, “Sapienza” University of Rome（罗马大学物理系）
本文提出理论框架，探讨声子极化子在太赫兹泵-光学探测光谱学中的作用，通过非线性光学核的多体描述和非线性麦克斯韦方程的微扰解，揭示了宽带太赫兹泵在扩展声子极化子能带相空间中的优势。
2024-11-15 cond-mat.mtrl-sci
THz-pump -- THz-probe spectroscopy of semiconductors at high field strengths
用强度高于150 MW/cm 2的超快THz脉冲泵浦n型GaAs和InSb分别在300 K和200 K的温度下显示出强的自由载流子吸收饱和。如果给予载流子的能量超过带隙，则可能发生碰撞电离过程。GaAs中的载流子冷却和InSb中的碰撞电离的动力学进行了监测，使用太赫兹泵浦/太赫兹探测光谱，它提供了两个子带隙激发和探测，消除任何直接的光学电子空穴的产生，复杂的结果在光学泵浦/太赫兹探测实验的评估。
2009-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Demonstration of a picosecond Bragg switch for hard x-rays in a synchrotron-based pump-probe experiment
我们报告了一个基准实验，演示了在同步加速器为基础的光泵-X射线探测实验的硬X射线脉冲的缩短。脉冲缩短装置，皮秒布拉格开关，减少了入射的X射线脉冲的时间分辨率为7.5 ps。我们利用布拉格开关来监测纳米薄膜中传播的声波。根据实验数据，我们推测了器件的脉宽、衍射效率和开关对比度。详细的效率分析表明，开关可以提供高达1010光子/秒的高重复率同步加速器实验。
2019-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast pump-probe dynamics in ZnSe-based semiconductor quantum-wells
泵浦-探测实验是研究光激发半导体材料特性，特别是吸收饱和特性的一种可控方法。我们提出了一个实验理论比较的ZnSe量子阱，调查的激子共振的能量重整化和漂白。实验采用自旋选择性激发和带隙以上泵浦。该模型基于屏蔽Hartree-Fock近似下的半导体Bloch方程，唯象地考虑了各种散射过程。将数值计算结果与实验数据进行了比较，我们解释了实验结果，发现电子自旋翻转发生在30 ps的时间尺度上。
2008-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of Ultrafast Dynamics of Photoexcited Carriers in $β$-Ga$_2$O$_3$ by Two-Color Optical Pump-Probe Spectroscopy
我们报道了体材料$β$ -Ga $_2$ O $_3$的超快双色光泵浦探测光谱的结果。一个双光子吸收计划是用来光激发载流子的泵浦脉冲和自由载流子的探测脉冲的吸收是用来记录随后的动态的光激发载流子。我们的结果是一致的载流子复合通过缺陷辅助过程。我们还观察到瞬态偏振选择性光吸收的探测脉冲的缺陷态在非平衡条件下。提出了缺陷俘获电子和空穴的速率方程模型，并用来解释这些数据。而缺陷的电子捕获的速率常数被发现是温度无关的，它们被测量为强烈的温度依赖性的空穴捕获和点伴随空穴捕获的晶格变形/弛豫过程。我们的研究结果揭示了$β$ O $_3$中缺陷俘获载流子的机制和速率.
2018-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Scanned Probe Microscopy of Electronic Transport in Carbon Nanotubes
我们使用静电力显微镜和扫描门显微镜来探测碳纳米管在室温下的导电性能。多壁碳纳米管被证明是扩散导体，而金属单壁碳纳米管是超过微米长度的弹道导体。半导体单壁碳纳米管被证明有一系列的大障碍，沿其长度传导。这些测量也用于探测接触电阻和定位碳纳米管电路中的断裂。
2000-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multichannel scanning probe microscopy and spectroscopy of graphene moire structures
金属上的石墨烯莫尔结构，因为它们表现出长（莫尔）和短（原子）尺度有序结构，是扫描探针方法应用的理想系统。在这里，我们提出了复杂的研究石墨烯/Ir（111）系统的三维扫描隧道和原子力显微镜/光谱以及开尔文探针力显微镜。所有结果清楚地表明，莫尔条纹和原子尺度对比度的变化作为偏置电压以及扫描探针和样品之间的距离的函数，允许在金属上的石墨烯层的成像中区分地形和电子贡献。所提出的结果是伴随着国家的最先进的密度泛函理论计算证明理论和实验数据之间的良好协议。
2013-09-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles approach to ultrafast pump-probe spectroscopy in solids
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Zuse Institute Berlin (ZIB)（齐布研究所）
本文提出从头计算方法模拟泵-探测光谱学，解析电子和热贡献对激子动力学的影响，验证了三种材料的实验结果，揭示了光诱导库仑屏效应对激子共振的蓝移作用。
2025-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Magnetic Anisotropy and Heat Dissipation in Thin Films of Compensated Antiferromagnet CuMnAs by Pump-probe Experiment
我们最近报道了一种方法来确定易轴的位置在10 nm厚的完全补偿反铁磁CuMnAs膜。该薄膜具有单轴磁各向异性，该技术利用磁光泵浦和探测实验[Nature Photonics 11，91（2017）]。在这方面的贡献，我们讨论了这种方法的适用性，为一组更广泛的外延CuMnAs薄膜具有不同的厚度的调查。这项工作表明，平衡磁各向异性只能在样品中，这种各向异性是相当强的研究。然而，在大多数的CuMnAs膜，强泵浦脉冲的影响诱导纳米碎片的磁畴，因此，由泵浦-探测技术测量的磁各向异性基本上不同于在平衡条件下。我们还表明，光泵浦探测实验可以非常有效地用于研究CuMnAs外延层的局部加热和散热。特别是，我们确定了在CuMnAs的电子-声子弛豫时间。我们还观察到，对于局部薄膜加热的聚焦激光的较薄的薄膜被加热更多，但散热速度大大快于在较厚的薄膜的情况下。这说明，光泵浦探测实验是一个有价值的表征工具的热管理优化的CuMnAs存储器设备，并可以以类似的方式应用于在热辅助磁纪录（HAMR）技术开发的最新一代的硬盘驱动器磁盘。
2020-05-25 cond-mat.mtrl-sci
One-step theory of pump-probe photoemission
提出了泵浦探测光电发射的理论框架。该方法是基于一个通用的配方使用Keldysh形式主义较小的格林函数来描述的实时演化的电子自由度在初始状态后，一个强大的泵脉冲，驱动系统的平衡。最终状态由时间反演的低能电子衍射状态表示。我们的一步描述与Pendry的光电发射过程的原始配方尽可能接近。的形式主义允许简单金属的有效独立的电子的图片被假定为可靠的时间依赖性的光电流的定量计算。该理论是制定了价电子和核心电子激发。它包括研究不同的相对论效应作为泵浦探测延迟的函数。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atom probe microscopy investigation of Mg site occupancy within δ precipitates in an Al Mg Li alloy
用原子探针显微镜和第一性原理模拟方法研究了Al Mg Li合金中Mg在有序δ相中的组成和占位情况。在沉淀物中的浓度被发现是几乎相同的矩阵，但是，我们显示的证据表明，Mg分区的网站通常由Li在L12结构中占据。密度泛函计算表明，这种分配是积极有利的，与实验结果一致。
2015-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced carrier dynamics in InSb probed with broadband THz spectroscopy based on BNA crystals
利用BNA晶体宽带THz光谱研究InSb中光诱导载流子动力学，提取载流子密度随时间变化并分析扩散长度与穿透深度差异。
2025-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Extracting Quantitative Dielectric Properties from Pump-Probe Spectroscopy
光学泵浦-探测光谱是研究非平衡电子动力学的有力工具，在从物理和化学到材料科学和生物学的一系列领域中有着广泛的应用。然而，传统的泵浦-探测光谱的缺点是，光致变化的透射，反射和散射可以同时有助于测量的差分光谱，导致在分配的光谱特征的起源和排除定量解释的光谱的模糊性。理想地，这些方法将测量基础介电函数（或复折射率），其然后将直接提供关于没有这些模糊性的瞬态激发态动力学的定量信息。在这里，我们提出并测试一个模型独立的路线来转换差分透射或反射光谱，通过传统的光学泵浦-探测光谱测量，在定量瞬态介电函数的变化。我们基准这种方法对使用时间分辨频域干涉法在原型无机和有机半导体薄膜测量的真实折射率的变化。我们的方法可以应用到现有的和未来的泵浦探测数据集，允许一个明确的和定量的表征材料的瞬态光激发光谱。这反过来又将加速采用泵浦探测光谱作为一种简单而强大的材料表征和筛选工具。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spatial characterization of the magnetic field profile of a probe tip used in magnetic resonance force microscopy
我们发展了一种实验方法来表征磁共振力显微镜（MRFM）中悬臂梁尖端产生的磁场的空间分布。我们进行了MRFM测量上的一个很好的特点二苯基苦肼（DPPH）膜和映射的3D场分布产生的Nd2Fe14B探针尖。使用我们的技术可以成像任意形状的探头磁铁的场分布。
2008-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Scanning probe microscopy in an ultra-low vibration closed-cycle cryostat
我们报告国家的最先进的扫描探针显微镜测量进行基于脉冲管的顶部加载的封闭循环低温恒温器的基础温度为4 K和9 T的磁铁。我们将样品空间与来自低温冷却系统的机械和声学噪声解耦，以实现扫描探针实验。在我们的系统中的极低的振动幅度，使成功的成像0.39 nm的晶格台阶上的单晶SrTiO $_{3}$以及磁涡旋在Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+x}$超导体。对样品温度和外加磁场的精细控制进一步使我们能够以前所未有的20：1的信噪比探测Fe $_{0.5}$ Co $_{0.5}$ Si中的螺旋磁相和skyrmion晶格相。最后，我们首次展示了石英晶体音叉剪切力显微镜在一个封闭的循环低温恒温器。
2014-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Exploring leakage in dielectric films via automated experiment in scanning probe microscopy
利用扫描探针显微镜（SPM）的自动化实验研究了电介质薄膜中的电子传导路径。在这里，我们使用大视场扫描来识别局部导电点的位置，并开发SPM工作流程，以更高的空间分辨率探测它们的动态行为，作为时间，电压和扫描过程的函数，以自动化的方式。使用这种方法，我们观察的可变行为的导电点在20 nm厚的铁电Hf0.54Zr0.48O2膜，导电点消失，并在连续扫描过程中重新出现。在扫描过程中还会出现新的导电点。自动化的工作流程是通用的，可以集成到广泛的显微镜技术，包括SPM，电子显微镜，光学显微镜和化学成像。
2021-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coherent two-dimensional electronic spectroscopy integrated with confocal back focal plane microscopy
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
提出一种集成共焦后焦平面成像显微镜的泵浦-探测反射几何相干二维电子光谱装置，实现角度分辨和实空间成像，用于研究二维材料中的激子和激子-极化激元。
2026-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Metastable structure of photoexcited WO$_{3}$ determined by the pump--probe extended X-ray absorption fine structure spectroscopy and constrained thorough search analysis
利用脉冲泵浦-探测L-$_3$ -边扩展X射线吸收精细结构谱和约束全搜索分析，确定了400 nm激光辐照150 ps后产生的光激发亚稳态WO-$_3$的局域结构。我们发现了一个高度扭曲的八面体局部结构，其中一个最短的W=O键被进一步缩短到1.66 π，而其他五个键被拉长，尽管理论计算预测了相反的变化。我们讨论了这个矛盾，并提出了一个可能的结构的亚稳态。
2022-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of pump-probe detuning on the Faraday rotation and ellipticity signals of mode-locked spins in InGaAs quantum dots
利用泵浦-探测光谱研究了单电荷（In，Ga）As/GaAs量子点系综中的法拉第旋转和椭圆率信号。对于简并泵浦和探测，我们观察到法拉第旋转信号的幅度首先随着泵浦和探测之间的时间间隔的增加而增长，然后观察到大的时间间隔的衰减。另一方面，椭圆率信号的时间行为是规则的：其幅度随着分离而衰减。相比之下，对于失谐的泵浦和探测，法拉第旋转和椭圆信号都表现出类似的和常规的行为。实验结果在最近发展的微观理论的框架中得到了很好的描述[Phys.Rev.B80，104436（2009）]。计算和实验数据之间的比较，使我们能够提供洞察电子自旋进动频率的光谱依赖性和提取的电子g因子依赖于能量。
2010-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ultrafast Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy of the Carrier Relaxation and Recombination Dynamics in Epitaxial Graphene
利用光泵太赫兹探测光谱研究了外延石墨烯中光生电子和空穴的超快弛豫和复合动力学。石墨烯在太赫兹频率下的电导率取决于载流子浓度以及载流子能量分布。因此，时间分辨的电导率的研究可以用来探测与载流子带内弛豫和带间复合相关的动力学。我们首次报道了外延石墨烯中的电子-空穴复合时间。我们的研究结果表明，载流子冷却发生在亚皮秒的时间尺度和带间复合时间的载流子密度依赖。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observing photo-induced chiral edge states of graphene nanoribbons in pump-probe spectroscopies
低维材料中的光致边缘态由于其拓扑性质和色散的可调谐性而引起了人们的广泛关注。具体地，已经预测石墨烯纳米带在用圆偏振光照射时具有手性边缘模式。在这里，我们提出了时间分辨角分辨光电子能谱（trARPES）和时间分辨共振非弹性X射线散射（trRIXS）的石墨烯纳米粒子的数值计算。我们表征泵浦-探测光谱签名的光诱导边缘状态，说明起源的Floquet拓扑边缘模式所产生的不同的光谱特征，并调查的角色，入射光子能量和有限的核心空穴寿命RIXS。泵浦-探测光谱具有动量、能量和时间分辨率，在理解物质光致拓扑态的行为方面可以发挥重要作用。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Nonequilibrium Carrier Distribution in Ge, Si and GaAs by Terahertz-pump--Terahertz-probe Measurements
我们比较了所观察到的强饱和的自由载流子吸收在n型半导体在300 K的太赫兹频率范围内时，单周期脉冲强度高达150 MW/cm 2。在锗的情况下，在中间太赫兹脉冲能量处发生吸收的小增加。通过时间分辨的太赫兹泵浦/太赫兹探测测量来监测自由载流子吸收的恢复。在短的探测延迟时间，锗的频率响应不能通过Drude模型拟合。我们把这些独特的现象Ge的动态过剩的高迁移率伽马导带谷。
2009-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Time- and angle-resolved photoemission spectroscopy with wavelength-tunable pump and extreme ultraviolet probe enabled by twin synchronized amplifiers
本文提出一种基于双同步钛宝石放大器的时间-角度分辨光电子能谱装置，实现波长可调泵浦与极紫外探针，能量分辨率达133 meV，时间分辨率优于100 fs，并通过石墨和Bi2Se3验证了系统性能。
2024-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-optical spectroscopy based on pump-probe strobe light
本研究提出一种微波-光学组合式泵浦-探测频闪光光谱技术，兼具微波高能量分辨率与光学高效检测优势，在Y3Fe5O12薄膜中实现了吉赫兹频段磁化动力学的高灵敏时间分辨磁光检测。
2025-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Scanning probe microscopy imaging of metallic nanocontacts
我们显示了扫描探针显微镜测量控制电迁移周期之间的金属纳米接触。用于减薄工艺的纳米线通过阴影蒸发来制造。使用扫描力显微镜获得的最高分辨率约为3 nm。在前几个电迁移循环期间，形成纳米接触的整体狭缝结构。狭缝首先沿着晶界通过，然后在稍后的阶段在消耗晶粒的过程中垂直地分裂晶粒。我们发现，首先整个导线被加热，然后在变薄过程中，随着狭缝的形成，电流流过几个较小的触点，这需要较少的功率。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling thermal and non-thermal excited states in a charge-transfer insulator by time-and-frequency resolved pump-probe spectroscopy
时间和频率分辨泵浦-探测光谱被用来研究绝缘CuGeO 3中的电荷转移过程对离域激发脉冲注入的影响。在亚ps时间尺度上观察到电荷转移边缘的大加宽。这种光谱特征的改变不能归因于泵浦脉冲吸收能量导致的有效温度的局部升高。测量的系统的光学性质的修改是一致的创建一个非热状态，亚稳态的ps时标，泵诱导的脉冲修改后的电子相互作用。
2010-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
PICTS: A Novel Deep Reinforcement Learning Approach for Dynamic P-I Control in Scanning Probe Microscopy
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Institute of Materials Research and Engineering, Agencies of Science, Technology and Research (A*STAR)（新加坡科技研究局材料研究与工程研究所）；NUS Research Institute (NUSRI)（新加坡国立大学研究院）
针对扫描探针显微镜的动态P-I控制问题，提出新型并行集成控制与训练系统PICTS，通过深度强化学习实现控制策略的实时动态调整，为该技术的控制优化提供新方法。
2025-02-11 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.app-ph
Short small-polaron lifetime in the mixed-valence perovskite Cs$_2$Au$_2$I$_6$ from high-pressure pump-probe experiments
在高压金刚石对顶砧装置中，利用泵浦-探测光谱研究了混合价钙钛矿Cs $_2$ Au $_2$ I $_6$的超快声子响应.我们观察到在外加压力和光激发下，Au - I伸缩声子模都有明显的软化和加宽。使用双泵浦方案，我们测量到小于4 ps的单价Au $^{2+}$的电荷转移激发的寿命，这是Au $^{2+}$激发的局部特征的指示。此外，声子软化的压力和能量密度依赖性之间的强烈相似性表明，价间电荷转移在结构转变中起着重要作用。
2011-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pump-probe Auger-electron spectroscopy of Mott insulators
在热平衡下固体表面的高分辨率芯-价-价（CVV）俄歇电子能谱中，在强价-电子关联的情况下可见的主关联卫星对应于CVV俄歇过程终态中两个空穴的束缚态。我们讨论了这颗卫星在非平衡泵浦探测俄歇光谱的物理意义，通过数值分析的单带Hubbard型模型系统，包括核心状态和一个连续的高能散射态。结果表明，光掺杂系统的光谱，由于增加的双重占有，在较高的填充量的平衡光谱的共享功能。当在短$Δt$下使用重叠脉冲时，可以观察到双光子的泵浦。对于较大的泵浦-探测延迟$Δt$和电子弛豫过程的典型飞秒时间尺度，光谱几乎不依赖于$Δt$，反映了强Hubbard- $U$的束缚两空穴态的高稳定性。我们认为，考虑到空间扩展的单粒子轨道时，这些被双重占用，所描述的动力学哈伯德模型，产生振荡的卫星的重心作为一个函数的$Δt$。因此，泵浦-探测俄歇电子能谱对库仑相互作用的动态屏蔽非常敏感。
2019-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pump-Probe Faraday Rotation and Ellipticity in an Ensemble of Singly Charged Quantum Dots
描述了单电荷量子点（QD）单层和多层系综的自旋法拉第旋转、克尔旋转和椭圆率信号。微观理论考虑了单个泵浦脉冲激发和这种脉冲的训练的效果，这在长驻留电子自旋相干时间的情况下导致电子自旋极化的稳定分布。单色和双色泵浦探测设置进行的计算表明，三个实验技术：法拉第旋转，克尔旋转和椭圆率测量提供互补的信息，一个非均匀的量子点系综。量子点的三维系综的微观理论的发展与这些影响的唯象描述一致。计算了不同实验条件下抽运-探测法拉第旋转、克尔旋转和椭圆率信号的典型时变迹线。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Investigating Atomic Contrast in Atomic Force Microscopy and Kelvin Probe Force Microscopy on Ionic Systems using Functionalized Tips
非接触式原子力显微镜（NC-AFM）和开尔文探针力显微镜（KPFM）已成为纳米技术的重要工具，然而，它们在原子尺度上的对比机制并不完全清楚。在这里，我们使用氯空位在NaCl双层Cu（111）作为模型系统，研究原子对比度作为施加电压，尖端高度和尖端功能化的函数。我们证明了原子尺度上的AFM对比度决定性地取决于针尖终止和样品电压。与此相反，局部接触电势差（LCPD）与KPFM采集显示相同的定性对比度的所有尖端终端调查，这类似于对比度的电场的样品。我们发现，原子力显微镜的对比度主要源于静电相互作用，但其尖端依赖性不能单独解释的尖端偶极子。借助于一个简单的静电模型和密度泛函理论，我们研究了潜在的对比机制。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emission limited logarithmic and power law transients in pump-probe spectroscopy of perovskites
本研究预测钙钛矿泵浦-探测光谱中存在陷阱发射受限的对数与幂律瞬态，经模拟和实验支持，并提出从非指数瞬态反演陷阱分布参数的方法。
2023-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ab Initio Linear and Pump-Probe Spectroscopy of Excitons in Molecular Crystals
线性和非线性光谱是研究分子和晶体电子激发态的能量学和动力学的有力工具。虽然分子光谱的高精度\emph{ab initio}计算可以相对常规地进行，但将这些计算扩展到周期性系统是具有挑战性的。在这里，我们提出的线性吸收光谱和泵浦探测双光子光电子能谱的萘晶体的运动方程耦合团簇理论与单，双激发（EOM-CCSD）的计算。分子并苯晶体因其表现出的低能多激子单重态而引起人们的兴趣，这些单重态作为参与单重态裂变的中间体已被广泛研究。我们的线性吸收光谱与实验结果吻合得很好，预测第一激子吸收峰在4.4 eV处，我们的双光子光电子能谱捕获多激子态的行为，其双激发特性不能被当前的方法捕获。模拟的泵浦-探测光谱提供了支持现有的解释密切相关的并苯晶体，如并四苯和并五苯的双光子光电发射。
2019-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Towards pump-probe experiments of defect dynamics with short ion beam pulses
一种新型的感应式直线加速器--中性漂移压缩实验（NDCX-Ⅱ）目前正在伯克利实验室投入使用。该加速器设计用于以约2脉冲/分钟的速率将0.13至1.2 MeV锂离子的强脉冲（高达3x 1011离子/脉冲）、0.6至约600 ns持续时间脉冲输送到1至10 mm尺度的目标区域上。当聚焦到毫米直径的斑点时，预计光束将体积加热微米厚的箔到~ 30，000 K的温度。在较低的光束功率密度下，具有可调强度和时间分布的短激发脉冲使得能够在宽范围的材料中进行缺陷动力学的泵浦-探测类型的研究。我们简要介绍了加速器的概念和设计，目前的结果，从束脉冲整形实验和讨论的例子，泵浦探测型的缺陷动力学的研究照射后的材料与强烈的，短的离子束脉冲NDCX-II。
2013-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Time resolved excitonic coherent polarization dynamics in GaAs multiple quantum wells
研究了GaAs多量子阱中探测脉冲激发的激子相干极化随时间演化的泵浦诱导调制。为此，我们进行飞秒时间分辨泵浦探测反射率测量使用频率上转换在正负泵浦探测延迟。激子的线性和非线性极化，这通常是不考虑在描述泵浦探测实验的干扰所产生的贡献，需要理解的结果。
2003-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
How scanning probe microscopy can be supported by Artificial Intelligence and quantum computing
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）
本文探讨了利用人工智能、机器学习与量子计算支持扫描探针显微镜测量，以提升实验自动化、样品区域搜索及结构-性能关系分析效率与准确性，并指出局限与未来研究方向。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci cs.AI q-bio.NC
