Unraveling Spatiotemporal Transient Dynamics at the Nanoscale via Wavelet Transform-Based Kelvin Probe Force Microscopy

开尔文探针力显微镜 表面光电压 伏打电位 时间分辨率 材料科学 瞬态(计算机编程) 光电子学 小波 显微镜 光学 物理 计算机科学 量子力学 人工智能 光谱学 操作系统
作者
Pardis Biglarbeigi,Alessio Morelli,Serene Pauly,Zidong Yu,Wen Jiang,Surbhi Sharma,Dewar Finlay,Amit Kumar,Navneet Soin,Amir Farokh Payam
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c06488
摘要

Mechanistic probing of surface potential changes arising from dynamic charge transport is the key to understanding and engineering increasingly complex nanoscale materials and devices. Spatiotemporal averaging in conventional heterodyne detection-based Kelvin probe force microscopy (KPFM) inherently limits its time resolution, causing an irretrievable loss of transient response and higher-order harmonics. Addressing this, we report a wavelet transform (WT)-based methodology capable of quantifying the sub-ms charge dynamics and probing the elusive transient response. The feedback-free, open-loop wavelet transform KPFM (OL-WT-KPFM) technique harnesses the WT's ability to simultaneously extract spatial and temporal information from the photodetector signal to provide a dynamic mapping of surface potential, capacitance gradient, and dielectric constant at a temporal resolution 3 orders of magnitude higher than the lock-in time constant. We further demonstrate the method's applicability to explore the surface-photovoltage-induced sub-ms hole-diffusion transient in bismuth oxyiodide semiconductor. The OL-WT-KPFM concept is readily applicable to commercial systems and can provide the underlying basis for the real-time analysis of transient electronic and electrochemical properties.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
桥木有舟发布了新的文献求助10
刚刚
LZYNG完成签到,获得积分10
1秒前
yanlulu完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
hjx发布了新的文献求助30
2秒前
kexinLiu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
李栖迟完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
今后应助xl1990采纳,获得10
4秒前
5秒前
6秒前
Deng完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
文耳二完成签到,获得积分10
8秒前
Hello应助我不喝碳酸耶采纳,获得10
8秒前
8秒前
Daixi_Chen发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
junjie发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
by发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6应助susan采纳,获得100
12秒前
wll发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
烤冷面发布了新的文献求助10
13秒前
抹茶完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
L~完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
含糊的笑卉完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研通AI6应助bi8bo采纳,获得10
14秒前
不许冒饭完成签到,获得积分10
15秒前
AliceCute完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
《机器学习——数据表示学习及应用》 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Fiction e non fiction: storia, teorie e forme 500
Routledge Handbook on Spaces of Mental Health and Wellbeing 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5321342
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4463125
关于积分的说明 13888898
捐赠科研通 4354271
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2391659
邀请新用户注册赠送积分活动 1385225
关于科研通互助平台的介绍 1354994