多功能振鏡掃描熒光成像系統，是一種利用激光精密掃描、時間分辨采集和圖像處理技術獲得材料微納尺度空間內光物理性質的高精密儀器設備，是目前世界最.先進的時間分辨熒光分析儀器之一。主要用于研究半導體微納尺度樣品，光電轉換材料，光催化材料以及生物樣品等微納空間尺度內的熒光動力學過程及成像。其主要結構主要包括激光光源、顯微鏡（正置或倒置均可）、激光掃描裝置和探測器等，通過計算機控制來進行全自動、數字化圖像采集和處理，可以實現熒光強度共聚焦成像、熒光壽命成像，載流子遷移成像、微納空間熒光光譜、拉曼光譜采集等多種成像和探測功能。本系統亦可與低溫裝置、高壓裝置、（瞬態）光電流/光電電壓探測裝置和脈沖電壓裝置等相結合實現多種外場條件下的熒光動力學探測、高空間分辨的光電流成像、電致發光動力學和成像等多種特殊功能。
06應用實例2：載流子遷移動力學成像
成像原理：本系統采用激光定點激發和熒光采集振境掃描模式， 可以實現材料平面尺度載流子遷移（diffusion）動力學過程的直觀成像。該探測模式通過顯微鏡后口引入激發光（非通過振境），選擇特定位置激發樣品，同時熒光采集通道經過振境進入檢測器。在成像過程中，激發點位置保持不變，通過掃描振境可實現在樣品表面不同位置的熒光掃描采集?；诠馍d流子在遷移中的邊遷移邊復合發光的特點，通過上述成像模式可以實現載流子從激發位置遷移到樣品其它位置的動力學過程，實現最.為直觀的成像探測。其中載流子遷移的動力學過程可以通過采集點（振境掃描的像素位置）和激發點之間的時間信息（TCSPC獲?。┖途嚯x信息（振境掃描像素距離）體現。通過對熒光動力學過程的擬合，可以同時獲得微納尺寸樣品（或樣品微納尺寸空間內）的載流子遷移系數，載流子復合時間（壽命）和載流子遷移距離的探測。
工作原理示意圖
工作原理動畫演示
樣品：鈣鈦礦納米線
成像模式：載流子遷移動力學成像
分時成像圖
實現動態可視化成像
固定激發－熒光掃描模式獲取鈣鈦礦納米線的熒光強度的空間分布成像圖，在熒光成像中，樣品任意位置(x,y)在ｔ時刻下的熒光強度I(t)x,y 正比于該位置t時刻下的載流子濃度 (φ(t)x,y):
因此，該熒光成像圖反應了載流子在納米線中不同時刻的濃度分布變化，該演化過程體現了載流子在濃度梯度驅動下從激發點（高濃度）向納米線未激發區域（低濃度）的遷移，可通過提取不同位置的熒光動力曲線和擬合得到載流子遷移率、壽命和遷移距離等信息，也可以通過數據分析軟件獲取納米線不同時刻下的熒成成像圖，并可構建非常直觀的熒光強度的動態演化圖。
參考文獻：
W. Tian, C. Zhao, J. Leng, R. Cui, S. Jin*. J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 12458-12461
樣品：鈣鈦礦多晶薄膜
成像模式：載流子遷移動力學成像
定點激發熒光采集掃描成像和定點提取動力學
?實現復雜多晶結構中的載流子遷移動力學探測
?可以觀測載流子在晶粒內部和跨晶粒的遷移過
(注：受限于晶粒大?。?/p>
鈣鈦礦多晶薄膜中表面電荷提取效率成像；Spiro-OMeTAD: 空穴受；PCBM：電子受體
參考文獻：
W. Tian, et al., T. Lian*, S. Jin*. Angew. Chem. Intl. Edit., 2016, 55, 13067-13071.
07應用實例3：熒光光斑擴散成像
基于固定激發-熒光掃描成像模式，通過采集和分析激發后不同時刻下的熒光光斑大小的變化，獲得載流子遷移動力學參數。
?適用短距離載流子遷移材料體系
?遷移距離的空間分辨率可以達到：~50 nm
樣品：CS2AgBiBr6鈣鈦礦
成像模式：熒光光斑擴散觀測載流子遷移動力學成像
光斑尺寸變大
參考文獻
YanfengYin,WenmingTian,*etal.JimingBian,andShengyeJin,ACSEnergyLett.2022,7,154?161
樣品：鈣鈦礦薄膜
科研人員利用本系統成功探測到不同聚合物材料在鈣鈦礦太陽能電池表面鈍化作用及其對載流子遷移系數的提高.效果
參考文獻：
Minhuan Wang, et al. Rational selection of the polymeric structure for interface engineering of perovskite solar cells, Joule, 2022.
08應用實例4：低溫艙內的熒光成像
本熒光成像系統可以和顯微鏡用低溫裝置組合，跟據低溫裝置的參數，選配不同工組距離的物鏡，實現熒光信息的高.效采集?？蛇M行不同溫度下的熒光強度、熒光壽命、載流子遷移、熒光發射譜等多種成像和數據的采集。
樣品：MAPbI3 納米線
實驗條件：100X，空間分辨率< 1μm
成像模式：共聚焦激光掃描成像模式
觀測到鈣鈦礦納米先低溫相變過程的空間分布和演化狀況
09應用實例5：高壓艙內的熒光成像
本熒光成像系統可以和顯微鏡用高壓裝置組合，跟據高壓裝置的參數，選配不同工組距離的物鏡，實現熒光信息的高.效采集?？蛇M行不同溫度下的熒光強度、熒光壽命、載流子遷移、熒光發射譜等多種成像和數據的采集。
樣品：MAPbI3單晶納米片和MAPbI3納米線
實驗條件：100X空氣鏡， 空間分辨率< 1μm
成像模式：共聚焦激光掃描成像模式和載流子遷移成像模式
MAPbI3 納米線不同壓力下激光掃描熒光成像
不同壓力下熒光動力學曲線
MAPbI3 納米線不同壓力下載流子遷移熒光成像
不同壓力下載流子遷移動力學曲線
參考文獻：YanfengYin,WenmingTian,*etal.,JimingBian,andShengyeJinACS Energy Lett.2022,7,154?161
10應用實例6：電致發光動力學成像
本熒光成像系統通過結合電脈沖發生器實現樣品（例如LED器件或材料）電致發光（EL）動力學和成像檢測，可以同時兼容熒光強度、熒光壽命和熒光/EL發射譜的檢測。其檢測原理是利用TCSPC技術，實現電脈沖條件下樣品發光的動力學演化過程和EL空間成像。
樣品：CdSe/ZnSe/Zns量子點LED器件
電壓：10V
脈寬/頻率：10μs/10KHz
?可觀測到LED發光層的EL分布狀況，發現存在的壞點區域。
?通過提取EL動力學，觀測不同微納區域點EL動力學的差別和變化及overshoot現象
?通過持續采集EL成像，實現LED老化過程的觀測
11應用實例7：光電流成像
本熒光成像系統通過結合源表實現樣品（太陽能電池或光電探測材料）光電流成像，微納空間I-V曲線等采集和成像，可以同時兼容熒光強度、熒光壽命和熒光發射譜的檢測。其檢測原理是通過振境在樣品上掃描聚焦激光光斑并采集光電流或其它光電參數。
本系統可在實際太陽能電池器件上直接實現光電流和熒光成像
工作原理示意圖
器件條件直接成像
?可清晰分辨電池晶粒、晶界等空間結構和不同晶粒之間的光電流分布狀況
?可兼容采集熒光強度和熒光壽命成像，分析光電流產生機制
大范圍成像
參考文獻：
Zhao, X.; Wang, Z.; Tian, W.; Yan, X.; Shi, Y.; Wang, Y.; Sun, Z.; Jin, S., A positive correlation between local photocurrent and grain size in a perovskite solar cell. Journal of Energy Chemistry 2022.
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