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neaSCOPE是德國neaspec公司推出的全新一代散射式近場光學顯微鏡（簡稱s-SNOM）。neaSCOPE基于散射式核心設計技術，不依賴于入射激光的波長，很大程度上提高了光學分辨率，能夠在可見、紅外和太赫茲光譜范圍內，提供優于10 nm空間分辨率的光譜和近場光學圖像。neaSCOPE同時支持s-SNOM功能與納米紅外（nano-FTIR）、針尖增強拉曼（TERS）、超快光譜（Ultrafast）和太赫茲光譜（THz）進行聯用，實現高分辨光譜和成像。由于其高度的可靠性和可重復性，neaSCOPE已成為納米光學領域熱點研究方向的優選科研設備，在等離子激元、二維材料聲子極化、半導體載流子濃度分布、生物材料紅外表征、電子激發及衰減過程等眾多研究方向得到了許多重要科研成果。本文將概述neaSCOPE在不同領域發表的高水平文獻。 
一、高效有機光伏材料nature materials
對于有機光伏材料來說，在納米尺度上的供受體結構域的形貌控制是提高其激子的擴散和解離、以及載流子的傳輸和復合損耗抑制效率的關鍵所在。本文展示了一種基于多個不同長度尺度的三元供受體形貌生成的雙原纖維網絡。這種結構形貌是通過輔助共軛聚合物結晶器和非富勒烯受體絲組裝結合使用得到的。本研究的關鍵點在于使用neaSCOPE納米光譜與成像系統對雙原纖維網絡PM6/L8-BO有強烈紅外信號對比度的1648/1532 cm-1波段進行納米級的紅外成像。在此之上，通過對橫跨圖像的線方向進行數據的采集與分析，文章估算出其材料的供體與受體原纖維的直徑分別為22.1 nm和 22.6 nm。并就此得出結論：其供受體結構域這種較低的混合體積導致材料擁有了較低的配對重組率和較高的填充因子。
綜上所述，通過利用這種雙原纖維網絡的形貌結構，該研究將損耗最小化，能力輸出最丶大化，使得在單結有機光伏材料中獲得20%的能量轉換效率成為了一種可能。
二、催化劑的分子特性J. Am. Chem. Soc.
明確地鑒別催化劑中毒的類別需要具有納米級空間分辨率和提供吸附物的吸附位點和其吸附幾何形狀的詳細的化學結構和表面官能團的準確信息。時至今日，不通過犧牲化學特性就在納米級尺度上研究金屬/金屬氧化物界面的催化劑硫中毒還是一項非常困難的工作。本研究利用納米傅里葉紅外光譜和掃描式近場光學顯微鏡（nano-FTIR & s-SNOM）在納米尺度上鑒定了基于Pd（納米盤）/Al2O3(薄膜)平面模型催化劑表面上的硫基催化劑中毒的化學性質、吸附位點和吸附幾何形狀。在此之上，本研究揭示了對于單個Pd納米粒子來說，即使只是所用的硫酸鹽種類有納米顆粒之間的不同，也會使硫中毒有所不同甚至產生巨大的變化。
nano-FTIR & s-SNOM提供關鍵的分子級視角對于開發具有更長壽命的高性能多相催化劑至關重要。
三、固態電池Nature Communications
固態電池因其各種各樣的優勢（比如更高的安全性和能量密度），擁有顯著影響能源存儲行業的潛力。不過，電極/電解質界面的物理化學性質和過程仍然是其需要面對的挑戰。因此，對此類界面的原位表征以及對催化工程方案的科學性理解的揭示變得十分需要。在本研究中，作者利用了各種尺度的原位顯微鏡（光學、原子力和紅外近場）以及納米傅里葉紅外光譜nano-FTIR對電化學操作生成的石墨烯/固體聚合物電解質界面進行了無損表征。作者發現固體聚合物電解質固有的納米結構和化學異質性在鍍鋰和脫鋰的過程中引發了一系列額外的納米級界面異質性；這其中包括鋰離子電導率、電解質分解和界面形成的異質性。
四、納米系統的光電特性Applied Surface Science
碳納米管（CNTs）, 石墨烯納米帶, 以及過渡金屬二硫屬化物（TMDCs）等納米尺度系統的光電特性是由它們的介電函數決定的。這個復雜的與頻率相關的函數受激子共振、電荷轉移效應、摻雜、樣品的應力和應變以及其表面粗糙度影響。對于此介電函數的了解使科學家能夠探知材料的透射和吸收特性。在本研究中，研究者使用掃描式近場光學顯微鏡s-SNOM相關的技術提取了局部區域介電變化的數據。并在此之上，將s-SNOM測量的結果與空間分辨光致發光（PL）光譜和開爾文探針力顯微鏡(KPFM)測量的結果相關聯。
將s-SNOM與局域光致發光結果相關聯是識別和表征層間激子的有力工具。這種新穎的方法也開始在低維系統（碳納米管和石墨烯納米帶）上得以應用。
neaSCOPE納米光譜與成像系統
一、高效有機光伏材料nature materials
對于有機光伏材料來說，在納米尺度上的供受體結構域的形貌控制是提高其激子的擴散和解離、以及載流子的傳輸和復合損耗抑制效率的關鍵所在。本文展示了一種基于多個不同長度尺度的三元供受體形貌生成的雙原纖維網絡。這種結構形貌是通過輔助共軛聚合物結晶器和非富勒烯受體絲組裝結合使用得到的。本研究的關鍵點在于使用neaSCOPE納米光譜與成像系統對雙原纖維網絡PM6/L8-BO有強烈紅外信號對比度的1648/1532 cm-1波段進行納米級的紅外成像。在此之上，通過對橫跨圖像的線方向進行數據的采集與分析，文章估算出其材料的供體與受體原纖維的直徑分別為22.1 nm和 22.6 nm。并就此得出結論：其供受體結構域這種較低的混合體積導致材料擁有了較低的配對重組率和較高的填充因子。
綜上所述，通過利用這種雙原纖維網絡的形貌結構，該研究將損耗最小化，能力輸出最丶大化，使得在單結有機光伏材料中獲得20%的能量轉換效率成為了一種可能。
Zhu et al., nature materials 21, 656 (2022)
二、催化劑的分子特性J. Am. Chem. Soc.
明確地鑒別催化劑中毒的類別需要具有納米級空間分辨率和提供吸附物的吸附位點和其吸附幾何形狀的詳細的化學結構和表面官能團的準確信息。時至今日，不通過犧牲化學特性就在納米級尺度上研究金屬/金屬氧化物界面的催化劑硫中毒還是一項非常困難的工作。本研究利用納米傅里葉紅外光譜和掃描式近場光學顯微鏡（nano-FTIR & s-SNOM）在納米尺度上鑒定了基于Pd（納米盤）/Al2O3(薄膜)平面模型催化劑表面上的硫基催化劑中毒的化學性質、吸附位點和吸附幾何形狀。在此之上，本研究揭示了對于單個Pd納米粒子來說，即使只是所用的硫酸鹽種類有納米顆粒之間的不同，也會使硫中毒有所不同甚至產生巨大的變化。
nano-FTIR & s-SNOM提供關鍵的分子級視角對于開發具有更長壽命的高性能多相催化劑至關重要。
J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8848?8860
三、固態電池Nature Communications
固態電池因其各種各樣的優勢（比如更高的安全性和能量密度），擁有顯著影響能源存儲行業的潛力。不過，電極/電解質界面的物理化學性質和過程仍然是其需要面對的挑戰。因此，對此類界面的原位表征以及對催化工程方案的科學性理解的揭示變得十分需要。在本研究中，作者利用了各種尺度的原位顯微鏡（光學、原子力和紅外近場）以及納米傅里葉紅外光譜nano-FTIR對電化學操作生成的石墨烯/固體聚合物電解質界面進行了無損表征。作者發現固體聚合物電解質固有的納米結構和化學異質性在鍍鋰和脫鋰的過程中引發了一系列額外的納米級界面異質性；這其中包括鋰離子電導率、電解質分解和界面形成的異質性。
He et al.. Nature Communications 13. 1398 (2022)
四、納米系統的光電特性Applied Surface Science
碳納米管（CNTs）, 石墨烯納米帶, 以及過渡金屬二硫屬化物（TMDCs）等納米尺度系統的光電特性是由它們的介電函數決定的。這個復雜的與頻率相關的函數受激子共振、電荷轉移效應、摻雜、樣品的應力和應變以及其表面粗糙度影響。對于此介電函數的了解使科學家能夠探知材料的透射和吸收特性。在本研究中，研究者使用掃描式近場光學顯微鏡s-SNOM相關的技術提取了局部區域介電變化的數據。并在此之上，將s-SNOM測量的結果與空間分辨光致發光（PL）光譜和開爾文探針力顯微鏡(KPFM)測量的結果相關聯。
將s-SNOM與局域光致發光結果相關聯是識別和表征層間激子的有力工具。這種新穎的方法也開始在低維系統（碳納米管和石墨烯納米帶）上得以應用。
Applied Surface Science 574 (2022) 151672
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