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介于皮秒到納秒之間的超快發(fā)光過程的探測，可以幫助我們從微觀上更加深入地認(rèn)識和探索瞬息萬變的自然界。人眼能夠識別的畫面流動速度是每秒23張左右，一般的高速攝像機采集速度可達(dá)每秒上萬幀，有些超高速攝像機已經(jīng)可以實現(xiàn)每秒數(shù)十萬幀圖像采集。條紋相機的時間分辨率能到幾個皮秒，也就意味著它可以拍到萬億分之幾秒內(nèi)的圖像，這個時間尺度足以捕捉到化學(xué)反應(yīng)中超快反應(yīng)過程中的變化。
T-lab型條紋相機是卓立漢光面向普通科研市場推出的通用掃描型條紋相機。采用國*先進(jìn)的高頻條紋變像管，掃描頻率最高可達(dá)200MHz以上. 最小時間分辨率為2ps。該產(chǎn)品集成了單次觸發(fā)掃描模塊與高頻掃描模塊，不再受限于國外嚴(yán)格的出口管制，在極大降低用戶使用難度的基礎(chǔ)上，拓寬了條紋相機的使用范圍，解決了中國條紋相機這一高*科學(xué)儀器受制于人的窘境。
T-lab條紋相機
作為具備高時間分辨（皮秒）與高空間分辨（微米）的瞬態(tài)光學(xué)過程測量儀器，條紋相機既可直接用來測量超短光脈沖輻射的強度-時間-空間關(guān)聯(lián)波形，也可以作為高時間分辨的圖像記錄設(shè)備和其它儀器，如顯微鏡、光譜儀等，構(gòu)成聯(lián)合診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)超快空間-強度-時間分辨或光譜-強度-時間分辨的關(guān)聯(lián)參數(shù)測量，是超快光化學(xué)、光物理、熒光過程、超短激光技術(shù)等領(lǐng)域研究的關(guān)鍵工具。
鈣鈦礦超快放大自發(fā)輻射(ASE)過程監(jiān)測
T-lab條紋相機配合卓立漢光的光譜測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)200nm到900nm光譜范圍高靈敏時域光譜測量，進(jìn)一步使得條紋相機真正實現(xiàn)了通用化，走進(jìn)普通實驗室。
浙江大學(xué)溫州研究院顯微超快時間分辨光譜測試系統(tǒng)
上圖為浙江大學(xué)溫州研究院葉志鎮(zhèn)院士/何海平教授課題組于2022年安裝的一套顯微共聚焦超快時間分辨熒光測試系統(tǒng)，系統(tǒng)主要組成部分為飛秒激光器、FLIM顯微系統(tǒng)、條紋相機、CCD和顯微低溫系統(tǒng)。課題組主要研究方向為鈣鈦礦的載流子復(fù)合、激子行為、激射特性，以及鈣鈦礦的結(jié)晶過程。2024年葉院士課題組在鈣鈦礦顯示器、鈣鈦礦量子點、純紅光及純藍(lán)光鈣鈦礦激光上研究上取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在諸多國際著名期刊上。以下對課題組在2024年在鈣鈦礦研究領(lǐng)域所取得的成果進(jìn)行了梳理，文章中均使用到了卓立漢光條紋相機和穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀。我們也期待這些走進(jìn)普通實驗室里的國產(chǎn)高*儀器能為科研工作者提供更有利的武*，為科技強國助力。
外延生長鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高性能光電探測器
葉院士團隊通過氣相外延生長構(gòu)建了具有Type2型能帶結(jié)構(gòu)的CdS/CsPbBr3異質(zhì)結(jié)，并且通過晶格匹配限制CsPbBr3外延生長取向，實現(xiàn)了在CdS納米帶表面外延取向均一的CsPbBr3金字塔結(jié)構(gòu)。該工作通過觀測CdS/CsPbBr3異質(zhì)界面和純CsPbBr3的熒光壽命證明了CdS/CsPbBr3異質(zhì)界面對光生載流子有分離作用，可以抑制輻射復(fù)合過程。此外，理論計算表明CdS納米帶/CsPbBr3金字塔結(jié)構(gòu)可將入射光約束在異質(zhì)界面區(qū)域。CdS/CsPbBr3異質(zhì)結(jié)構(gòu)的這些特性對提升光電探測性能具有重要幫助。最終，基于CdS/CsPbBr3異質(zhì)結(jié)的光電探測器表現(xiàn)出超高的光電響應(yīng)能力，包括：2.14×105開關(guān)比、4.07×104 A/W響應(yīng)度、1.36×1013 Jones探測率等。
Type2型能帶結(jié)構(gòu)的CdS/CsPbBr3異質(zhì)結(jié)對光生載流子的分離作用
(ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 19742?19750)
可用于液晶顯示及X射線成像的鈣鈦礦復(fù)合材料
葉院士課題組開發(fā)了一種改良的固態(tài)煅燒方法，實現(xiàn)了鈣鈦礦量子點表面鈍化和封裝一體化，提升了固態(tài)煅燒制備鈣鈦礦量子點的光效和光、熱穩(wěn)定性，并進(jìn)一步將這些量子點應(yīng)用于寬色域液晶顯示和高靈敏度X射線探測中。
該工作通過用3-（癸基二甲基銨）-丙烷磺酸鹽內(nèi)鹽（DPSI）鈍化CsPbBr3量子點表面，并進(jìn)一步用二氧化硅模板（MS）封裝這些量子點，獲得了具有93.2%高光致發(fā)光量子產(chǎn)率的超穩(wěn)定CsPbBr3-DPSI/MS納米復(fù)合材料。該材料與KSF熒光粉共同作用在液晶顯示器的背光模塊中，可以實現(xiàn)111.7%NTSC的寬色域顯示性能。此外，這些CsPbBr3-DPSI/MS材料表現(xiàn)出優(yōu)異的X射線探測性能，實現(xiàn)了16 lp/mm的X射線成像空間分辨率和339 nGyair/s的低檢測極限。
DPSI鈍化抑制淺能級缺陷提升量子點光效(J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 3465)
準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中長期空氣穩(wěn)定的放大自發(fā)輻射
為了尋找合適的長鏈胺配體實現(xiàn)兼具優(yōu)異空氣穩(wěn)定性和低閾值的激射性能的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜，葉院士團隊為比較了幾種常見長鏈胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜的空氣穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)基于辛基胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜（OA-CsPbBr3薄膜）表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性，進(jìn)一步探究其機理發(fā)現(xiàn)空氣穩(wěn)定性可以歸因于良好的取向分布使得疏水的有機胺配體分布在鈣鈦礦薄膜表面。最終，OA-CsPbBr3薄膜表現(xiàn)出高性能的低閾值放大自發(fā)輻射（ASE），同時表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性，在環(huán)境空氣中放置8個月依然可以保持穩(wěn)定的ASE輸出。研究結(jié)果證實了OA-CsPbBr3薄膜在空氣中長期運行的魯棒激光增益介質(zhì)方面的巨大潛力，也為提升鉛鹵鈣鈦礦薄膜穩(wěn)定性提供了新的見解。
OA-CsPbBr3薄膜中低閾值、空氣穩(wěn)定的放大自發(fā)輻射
(J. Mater. Chem. C, 2024, 12, 8119 )
基于束縛激子的高性能藍(lán)色鈣鈦礦激光
鈣鈦礦薄膜實現(xiàn)藍(lán)色激光仍十分困難，葉院士團隊針對這一難題，提出了一種缺陷工程策略，通過辛基溴化銨（OABr）添加劑在全無機Rb/Cs混合鈣鈦礦薄膜中引入深能級缺陷，并基于該缺陷形成束縛激子，最終基于束縛激子在高缺陷密度的鈣鈦礦薄膜中實現(xiàn)了高性能的藍(lán)光放大自發(fā)輻射（ASE），閾值低至13.5 μJ/cm2，凈增益系數(shù)高達(dá)744.7 cm-1。在高性能鈣鈦礦薄膜增益介質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)筑垂直腔面發(fā)射激光器并實現(xiàn)了482 nm的單縱模藍(lán)色激光。這項工作不僅展示了一種制備高性能鈣鈦礦藍(lán)色激光增益介質(zhì)的簡便方法，同時也提出了一種基于束縛激子實現(xiàn)受激輻射的機制，證實了缺陷可以被有效利用，為實現(xiàn)高性能藍(lán)色激光提供了新的思路。
基于束縛激子的高性能藍(lán)光放大自發(fā)輻射(ACS Nano 2024 18 (34), 23457-23467)
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