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

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
英姑应助忧伤的向日葵采纳,获得10
1秒前
yznfly应助jianhong采纳,获得50
2秒前
严逍遥发布了新的文献求助20
2秒前
王桂元发布了新的文献求助10
3秒前
grzzz发布了新的文献求助10
5秒前
无奈擎苍发布了新的文献求助10
6秒前
111发布了新的文献求助10
6秒前
迷失的悠悠完成签到,获得积分10
8秒前
可爱的函函应助wang采纳,获得10
11秒前
Orange应助Chase采纳,获得10
12秒前
14秒前
16秒前
17秒前
17秒前
ZYyy完成签到 ,获得积分10
17秒前
Neo发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
严逍遥完成签到,获得积分10
18秒前
丑麒发布了新的文献求助10
19秒前
大意的觅云完成签到,获得积分10
19秒前
jinyu完成签到,获得积分10
20秒前
周涨杰完成签到 ,获得积分10
21秒前
Tracy发布了新的文献求助30
21秒前
22秒前
打打应助200072采纳,获得10
23秒前
xing完成签到,获得积分10
23秒前
孙璐发布了新的文献求助10
24秒前
开心完成签到,获得积分10
25秒前
英俊的铭应助奋斗的筝采纳,获得10
25秒前
大气乐儿发布了新的文献求助10
26秒前
只想摆烂完成签到 ,获得积分10
27秒前
Jasper应助s0x0y0采纳,获得10
27秒前
小蘑菇应助cldg采纳,获得10
27秒前
J卡卡K发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
111完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
31秒前
32秒前
奋斗的筝完成签到,获得积分10
32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
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
《The Emergency Nursing High-Yield Guide》 (或简称为 Emergency Nursing High-Yield Essentials) 500
The Dance of Butch/Femme: The Complementarity and Autonomy of Lesbian Gender Identity 500
Differentiation Between Social Groups: Studies in the Social Psychology of Intergroup Relations 350
Investigating the correlations between point load strength index, uniaxial compressive strength and Brazilian tensile strength of sandstones. A case study of QwaQwa sandstone deposit 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5885066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6615275
关于积分的说明 15701665
捐赠科研通 5005680
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2696650
邀请新用户注册赠送积分活动 1640337
关于科研通互助平台的介绍 1594980