IR spectromicroscopy and imaging with six decades of dynamic range

Infraröd spektroskopi har funnits i forskarnas verktygslåda i mer än ett sekel för att få information om vibrationsegenskaper och lågenergielektrodynamik hos material. I början av 80-talet kom de första kommersiella infraröda mikroskopen för att undersöka fina detaljer. Infraröd spektromikroskopi i fjärran fält hade pressats till sina gränser på 90-talet vid synkrotronanläggningar genom att utnyttja den oöverträffade kvaliteten på synkrotronstrålning, dvs. låg vinkeldivergens och extremt hög bandbredd. Synkrotron infraröd spektromikroskopi strållinjer ger diffraktionsbegränsad rumslig upplösning som täcker hela IR-området och möjliggör experiment som är omöjliga på annat sätt. Senare tillät implementeringen av tvådimensionella IR-detektorer hyperspektral avbildning av stora prover med hög rumslig upplösning. Sekelskiftet kom med tillkomsten av närfälts-IR-tekniker som bröt igenom diffraktionsgränsen. Genom att kombinera IR-källor med hög ljusstyrka med atomkraftsmikroskop för att detektera fototermisk expansion eller närfältsspridning kan mätningar hundratals gånger under diffraktionsgränsen nå så hög som tio nanometers rumslig upplösning. Optiskt samplade fototermisk spektromikroskopi har nyligen blivit tillgänglig för att överbrygga upplösningsgapet mellan nanometer- och mikrometerområdet. Vi kombinerar dessa tekniker vid SMIS-strållinjen för att möjliggöra sex storleksordningar av rumsligt dynamiskt område inom infraröd spektromikroskopi och stödja vetenskaplig upptäckt genom att utnyttja synkrotronkällan genom kommersiell och anpassad instrumentering. I det här föredraget kommer jag att lyfta fram upptäckter som gjorts av SMIS-personal och användare som möjliggörs av strållinjens förmåga och kommentera fördelarna med nya, alternativa källor.