题目：非平衡态动力学的原子尺度探测：时间分辨的STM/AFM技术

报告人：彭金波

邀请人：苟健

时间：2026年1月8日 (周四）上午10:00

地点：紫金港西区海纳苑8幢323室

摘要：

分子或固体的非平衡态在光伏、化学反应、相变、量子传感等诸多领域起着关键作用。检测和控制非平衡态对于理解及调控涉及电子与能量转移的基础过程至关重要，但这一直是重大科学挑战。基于超快激光的光学方法已被证明是探测非平衡态的有效手段，但由于光学衍射极限的限制，其空间分辨率仅能达到约半波长水平。扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）等扫描探针技术虽具有原子级超高空间分辨率[1,2]，却因毫秒至微秒级的时间分辨率限制，通常仅能观测平衡基态。

本研究通过发展新型电子泵浦-探针原子力显微技术，首次实现了原子尺度分子激发态（三重态）寿命的探测[3]。该技术的空间分辨率优势通过单氧分子诱导的三重态淬灭现象的原子级观测得到验证。最后，我将展示如何结合超快光学/太赫兹脉冲与STM技术，将时间分辨率进一步提升至飞秒/皮秒量级[4,5]，从而同步实现原子级空间分辨率与超快时间分辨率。此项突破使追踪分子振动/旋转、声子动力学、载流子动力学、自旋动力学、相变等原子尺度超快过程成为可能。

References:

[1] Peng et al., Nature communications 9, 122(2018).

[2] Peng et al., Nature 557, 701 (2018).

[3] Peng et al., Science 373, 452 (2021).

[4] Terada et al., Nature Photonics 4, 869 (2010).

[5] Cocker et al., Nature Photonics 7, 620 (2013).

个人简介：

彭金波，上海交通大学李政道研究所副教授，博士生导师。2012年本科毕业于华中师范大学，2017年博士毕业于北京大学。2017-2022年分别在德国雷根斯堡大学和日本筑波大学进行博士后研究。2023年作为长聘教轨副教授正式加入上海交通大学李政道研究所。长期专注于研发国际尖端的具有超高空间和时间分辨率的扫描隧道显微镜(STM)和qPlus原子力显微镜(AFM)技术，实现对单原子/分子及固体的超高分辨的成像和动力学研究。以第一/通讯作者在国际著名期刊Science, Nature, Nature Physics等上发表多项高影响力的工作。入选国家高层次青年人才计划（海外），工作入选“2018年中国科学十大进展”等。