量子材料光谱学

　　图 1： Tartakovskii 教授实验室的图像显示了 Teledyne Princeton Instruments 的一系列设备，包括两台 SpectraPro HRS 500 光谱仪，一台连接到 PyLoN-IR InGaAs 相机，一台连接到 BLAZE CCD 相机。

　　背景

　　Alexander Tartakovskii 是谢菲尔德大学数学与物理科学学院的固体物理学教授，他的研究小组研究原子薄二维 (2D) 材料，重点关注一大类 2D 半导体。这些材料是层状晶体，通过剥离提取薄膜，类似于从石墨生产石墨烯的方式。原始的块状层状晶体具有强的面内键和弱的类范德华层间键。这允许原子薄膜的剥离，这些薄膜可以堆叠以产生复杂的异质结构。这些量子材料及其异质结构表现出一系列可以使用光学显微光谱技术进行研究的量子效应。

　　Tartakovskii 教授进一步解释了他的研究，“我们使用的每项技术都是‘微观’的，因为这些材料的直径只有几微米，厚度只有几个原子。我们使用微光谱装置和一系列技术，如微光致发光、微拉曼、微反射对比度、暗场光谱和透射光谱，所有这些通常都在低温或高磁场下进行。”

　　“这些材料由于只有几个原子厚而表现出量子限制效应。最近令人兴奋的发展是莫尔物理，当两个原子薄膜组装成异质结构并稍微扭曲时，它们的原子形成称为莫尔超晶格的周期性超结构。为了获得更微妙的效果，我们将样品冷却至低温，但测量工具仍然相同，即光谱仪和 CCD。”

　　挑战

　　Tartakovskii 教授研究的量子材料非常。枰冉墓馄籽Ш统上窦际趵幢碚魉堑男形ǜ髦至孔有в。

　　Tartakovskii 教授概述了更多的挑战，“微光致发光光谱等技术的信号水平不是很高，这就是低噪声相机特别有用和重要的原因。此外，在进行微拉曼分析时，靠近激光线进行测量可能非常困难。”

　　“我们还在开发尖端增强的纳米光谱技术，以在纳米尺度上进行额外的表征。这将需要 kHz 范围内的尖端振荡与相机芯片的读数同步。”

　　在过去的 15-20 年里，我们很享受与 Teledyne Princeton Instruments 的合作……传感器的灵敏度和低噪声水平非常惊人。---亚历山大·塔塔科夫斯基教授

　　解决方案

　　Tartakovskii 教授是 Teledyne Princeton Instruments 光谱和成像设备的长期用户，充分利用了这些系统的效率、灵敏度和易用性。

　　Tartakovskii 教授描述了他使用设备的经验，“我们进行了许多不同类型的光谱分析，除了极少数例外，我们总是使用 Teledyne Princeton Instruments 设备，它是我们的首选设备。我们非常享受与 Teledyne Princeton Instruments 的合作。我们的实验室充满了你们的设备，包括光谱仪和各种相机，这些都是我们在过去 15-20 年里购买的。”

　　“在我们的研究中，我们使用 SpectraPro HRS 750 等光谱仪，使用转塔来更换光栅，这样我们就可以轻松地在微拉曼、微光致发光或其他光谱技术之间切换，并且能够在广泛的范围内工作。波长范围并且非常接近激光线。”

　　“我们还有一款新型号的 BLAZE 相机，可以非？焖俚爻上。我很高兴看到如何将其与光学纳米光谱一起使用，我们将使用类似于原子力显微镜的尖端。我们计划尝试将尖端振荡与以数千赫兹运行的 BLAZE 上的读数同步。该传感器的灵敏度相当惊人，从紫外到近红外中的 1 μm。因此，这个强大的系统将在多种材料类型中找到许多用途。”