1、高分辨宽带红外和频振动光谱 （High-resolution Vibrational Spectroscopy Using Broadband-infrared Sum Frequency Generation （SFG））

    表面吸附分子的振动光谱不仅包含了分子本身的结构，也包含了吸附分子在表面的取向和吸附位，以及周围化学环境和与周围其他分子的相互作用等信息。表面分子的振动光谱也可以用线性光谱，如反射红外吸收光谱或拉曼光谱方法获得，但由于基底体相的信号干扰等会大大降低表面分子探测的灵敏度。表面和频振动光谱（SFVS）是一种二阶非线性光谱，在偶极近似下具有表面/界面敏感性。下图是宽带红外和频光谱的原理图。方法中两束光在界面或表面相互作用：一束光是红外光（infrared）；另一束是可见光（visible，很多时候是800 nm的近红外光），产生和频光（光子能量等于红外光和可见光的和）。在具有反演对称性的体相介质内，χ(2)等于零。但对于界面来说，对称性被打破，χ(2)不为零。因此，SFG具有界面选择性。此特性大大提高了对界面分子探测的灵敏度。在过去的二十多年，由于其具有特殊的表面敏感性，SFG方法已经被成功运用到很多界面研究中，而且表现出越来越广泛的应用。

2、表面和频电子光谱 (Surface Sum Freuqency Electronic Spectroscopy)

    在表面光催化、染料敏化电池、光伏器件等与能源和环境相关的体系中，表界面的电子结构是一个至关重要的因素。分子在气相和水溶液中的电子光谱很容易获得，但是要获得固体表面吸附分子的电子光谱就不容易了。传统的方法，比如紫外光电子能谱，得到的电子谱结构同时来自表界面和近表面体相，无法把体相信号去除而得到纯表界面的电子谱。该方向拟采用类似SFG振动光谱的方法，利用一个窄带的红外和宽带的可见光来实现表界面电子谱的获得。该方法同样是二阶非线性光谱，具有表界面敏感的特点。同时，双共振方法不仅可以提高信号，还可以用来研究电子-振动耦合的问题。我们将利用该方法研究跟光催化、染料敏化电池、光伏相关的重要科学问题。

3、时间分辨光发射电子显微镜研究半导体异质结载流子动力学 (The Charge Carrier Dynamics of Semiconductor Heterojunctions Studied by Time-resolved PEEM )

    我们组负责建设了上海同步辐射光源BL09U“梦之线”的光发射电子显微镜/低能电子显微镜（PEEM/LEEM），为有需求的研究用户提供相关的测试服务。同时我们也是该站的超级用户。2017年年初日本研究组第一次利用双色超快时间分辨PEEM研究了半导体异质结的电子动力学（Nature Nano. 12, 36-40 (2017)）。我们也在2017年底基于该站的PEEM，建成了双色超快时间分辨PEEM（TR-PEEM），并完成了MoS2/Si异质结的实验，填补了该方向的国内空白。超快时间分辨PEEM可以在飞秒时间尺度、纳米空间尺度、电子能量、电子密度4个维度对材料进行测量，所有又被成为四维光谱显微镜。我们将主要用于TR-PEEM研究二维材料异质结的超快动力学测量，研究电荷转移等与光电材料、光催化相关的重要科学问题。

4、分子-表面散射方法测量表面反应速率 (Surface Reaction Rate Studied by Molecule-Surface Scattering Method)

    该项目主要是发展最新的技术来直接测量表面基元化学反应的反应速率，进而更深一步了解表面化学反应的机理。该方向主要是基于研究组在气相动力学和表面动力学的研究基础，结合了两个方向的研究技术（超声分子束、离子速度成像、激光电离、表面和频振动光谱等），自行设计和搭建先进的仪器装置。

5、时间分辨软X射线瞬态吸收谱 (Time-resolved Soft X-ray Absorption Spectroscopy) 

   2017年Science两篇文章 (355, 264-267; 356, 54-59)报道了利用商业化fs激光器产生高次谐波（HHG），实现了软X射线瞬态吸收谱，研究了气相分子解离或者异构化。该项目将利用商业化fs激光器和自行搭建的高效率OPA产生闲置光（自动CEP稳定）来泵浦产生HHG。我们将采用新型方法产生比目前常规方法更宽的光谱（超过水窗）和更高的效率。搭建好的时间分辨软X射线瞬态吸收谱将主要用于研究与conical intersection相关的气相分子动力学和liquid jet中与光催化和水溶液相关的动力学。

1. 硕士、博士研究生

欢迎对未知世界和科学探索感兴趣，物理、化学、电子等专业的学生加盟我们。

研究生期间的收入可以跟美国博士生相比：在研究所研究生工资基础上，优秀学生可以获得“化学动力学杰出研究生奖”，额外每年5万；“化学动力学优秀研究生奖“，额外每年3万。

2. 博士后

1）表面非线性光谱研究表面电子谱方向

申请者背景要求：有超快光学、超快光谱、非线性光学、分子光谱等一个或者多个背景和经验，物理和化学背景均可，有设计、搭建复杂光路和labview编程精通者优先。

2）时间分辨光发射电子显微镜研究半导体异质结载流子动力学方向

申请者背景要求：有超快泵浦探测技术，电镜，2D材料异质结制备和研究，半导体物理等一个或多个背景的相关专业，物理或化学背景均可

3）分子-表面散射方法测量表面反应速率方向

申请者背景要求：有分子束、电子或离子速度成像、激光电离、分子光谱等一个或者多个背景和经验，物理和化学背景均可，有设计、搭建仪器经验者和labview编程精通者优先。

4）时间分辨软X射线瞬态吸收谱

申请者背景要求：有超快光学、超快光谱、非线性光学、分子光谱等一个或者多个背景和经验，物理和化学背景均可，有设计、搭建复杂光路和labview编程精通者，有高次谐波研究工作经历者优先。

070304-物理化学
070203-原子与分子物理

界面非线性光谱研究
时间分辨光电子谱，时间分辨光电子成像
阿秒技术

2004-09--2009-07   中国科学院大连化学物理研究所   研究生/博士
2000-09--2004-07   中国科学技术大学   学生/学士

现指导学生

罗婷  博士研究生  070304-物理化学  

赵华杰  硕士研究生  070203-原子与分子物理