مقالة منهجية

قياس التشتت الغير خطية من الجسيمات النانوية Plasmonic واحدة

DOI:

10.3791/53338

⸱

يناير 3, 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Physics, National Taiwan University, 2Department of Applied Physics, Osaka University, 3Molecular Imaging Center, National Taiwan University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
تم اكتشاف

التشتت المشبع والعكسي في الجسيمات البلازمونية المعزولة وتم اعتمادها كطريقة تباين جديدة غير مبيضة في الفحص المجهري فائق الدقة. هنا يتم شرح الإجراءات التجريبية لاكتشاف واستخراج التشتت غير الخطي بالتفصيل ، بالإضافة إلى كيفية تحسين الدقة بمساعدة الفحص المجهري للإثارة المشبعة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

البلازمونات ، التي تعتمد على التذبذب الجماعي للإلكترونات بسبب إثارة الضوء ، تنطوي على مجالات كهربائية محلية محسنة بقوة وبالتالي لها تطبيقات محتملة في البصريات غير الخطية ، والتي تتطلب كثافة بصرية غير عادية. واحدة من أكثر اللاخطيات التي تمت دراستها في البلازمونات هي الامتصاص غير الخطي ، بما في ذلك سلوكيات التشبع والتشبع العكسي. على الرغم من أن التشتت والامتصاص في الجسيمات النانوية مرتبطان ارتباطا وثيقا بنظرية Mie ، إلا أنه لم يكن هناك تقرير عن عدم خطية في التشتت البلازموني حتى وقت قريب جدا.

في العام الماضي ، لم يتم عرض التشبع فقط ، ولكن أيضا التشبع العكسي للتشتت في جسيم بلازموني معزول لأول مرة. أظهرت النتائج أن التشتت القابل للتشبع يظهر اعتمادا واضحا على الطول الموجي ، والذي يبدو أنه مرتبط ارتباطا مباشرا بالرنين البلازمون السطحي الموضعي (LSPR). إلى جانب القياسات المعتمدة على الشدة ، تشير النتائج إلى إمكانية وجود آلية مشتركة تقوم عليها السلوكيات غير الخطية للتشتت والامتصاص. هذه اللاخطية المتمثلة في التشتت من كرة نانوية ذهبية واحدة (GNS) قابلة للتطبيق على نطاق واسع ، بما في ذلك في الفحص المجهري فائق الدقة والمفاتيح الضوئية.

في هذه الورقة ، تم وصف بالتفصيل كيفية قياس اللاخطية للتشتت في GNP واحد وكيفية استخدام تقنية الدقة الفائقة لتحسين دقة التصوير البصري بناء على التشتت القابل للتشبع. يتميز هذا الاكتشاف بأول فحص مجهري فائق الدقة يعتمد على التشتت غير الخطي ، وهي طريقة تباين جديدة غير مبيضة يمكن أن تحقق دقة منخفضة تصل إلى l / 8 ومن المحتمل أن تكون مفيدة في الطب الحيوي ودراسات المواد.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد اجتذب دراسة plasmonics اهتماما كبيرا نظرا لتطبيقاتها في كثير من المجالات المختلفة 1-4. واحدة من أكثر المجالات التحقيق في plasmonics هو plasmonics السطح، الذي التذبذب الجماعي للإلكترونات التوصيل الأزواج مع الموجات الكهرومغناطيسية الخارجية في واجهة بين المعدن وعازلة. وقد تم اكتشاف plasmonics سطح للتطبيقات المحتملة في مجال البصريات subwavelength، بيوفوتونيك، والفحص المجهري 5،6. وقد اجتذب تعزيز الميداني القوي في حجم صغير جدا من الجسيمات النانوية المعدنية بسبب المترجمة مأكل سطح الرنين (LSPR) اهتماما واسعا، ليس فقط بسبب حساسية استثنائية لأحجام الجسيمات، والأشكال الجسيمات، وخصائص عازلة من الوسط المحيط 7 ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. GNS إعداد نموذج

  1. قبل تحضير العينة، يصوتن 1 مل GNS الحل الغروانية لمدة 15 دقيقة على الأقل بحوالي 40 كيلو هرتز لمنع تجميع الجسيمات، مما قد يتسبب في ذروة LSPR للتحول.
  2. إسقاط 100-200 ميكرولتر من GNS الغروانية على كوب الشريحة مع سيليكات الألومنيوم المغنيسيوم التجاري (MAS) طلاء لإصلاح الشبكات.
  3. بعد 1 دقيقة على الأقل، وإزالة الغروانية اضافية عن طريق تنظيف بالماء المقطر. وقت الانتظار يعتمد على كثافة التوزيع المطلوبة من الشبكات. عادة، 1-3 نتائج دقيق....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 6 الطيف المقاس من 80 GNS نانومتر. ويرد منحنى محسوبة على أساس نظرية مي في نفس المؤامرة، والتي تبين اتفاق ممتاز. ذروة LSPR حوالي 580 نانومتر. في التجربة التالية، وكان الليزر الطول الموجي 532 نانومتر، والتي تم اختيارها لأنها تقع داخل النطاق plasmonic لتعزيز تشتت بصري مع تأثير plasmonic وتمكين نثر التشبع 21.

ويبين الشكل 7 يعرض .......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في البروتوكول، وهناك العديد من الخطوات الحاسمة. أولا، عند إعداد العينات، لا ينبغي أن يكون كثافة الجسيمات النانوية عالية جدا، لتجنب اقتران plasmonic بين الجسيمات. إذا كان اثنان أو أكثر من الجزيئات قريبة جدا من بعضها البعض، ونتائج اقتران في الطول الموجي LSPR التحول نحو الأطوال الموجية، وبالتالي الحد بشكل كبير من استقامة. ومع ذلك، فإن هذا الأسلوب التصوير خرائط الواقع توزيع وسائط plasmonic، بدلا من الجسيمات نفسها. ولذلك، فإنه من المتوقع أن مع طول موجة الإثارة المناسبة، يمكن للسائط pla.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هذا العمل مدعوم من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا بموجب NSC-101-2923-M-002-001-MY3 و NSC-102-2112-M-002-018-MY3. يتم دعم هذا البحث أيضا من قبل الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS) من خلال "برنامج تمويل الجيل القادم من الباحثين الرائدين في العالم (برنامج NEXT)" ، الذي بدأه مجلس سياسة العلوم والتكنولوجيا (CSTP) وبرنامج JSPS Asian CORE.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
جسم المجهرأوليمبوس ، اليابانBX-51
عدسة موضوعيةأوليمبوس ، اليابانUPlanSapo ، 100X ، NA 1.4
80 نانومتر الذهبالغرواني BBI Solutions ، المملكة المتحدةEM. GC80
ليزر فائق الاستمراريةFianium, المملكة المتحدةSC400-2-PP
مرايا عازلة النطاق العريضThorlabs, الولايات المتحدة الأمريكيةBB1-E02
الانبعاث الميداني SEMJEOL, اليابانJSM-6330F
مطيافتقنية Andor, المملكة المتحدةشامروك 163
جهاز شحن مقترنAndor Technology, المملكة المتحدةiDus DV420A-OE
المغيرات الصوتية البصريةIntraAction Corp. ، الولايات المتحدة الأمريكيةAOM-402AF1
مكبر للصوتقفل أنظمة أبحاث ستانفورد ، الولايات المتحدة الأمريكيةSR-830
زجاج منزلق مطلي بMAS ماتسونامي جلاس ، اليابان ،S9215
اختياري

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Fang, N., Lee, H., Sun, C., Zhang, X. Sub-diffraction-limited optical imaging with a silver superlens. Science. 308 (5721), 534-537 (2005).
  2. Lee, B., Kim, S., Kim, H., Lim, Y. The use of plasmonics in light beaming and focusing. 34 (2), 47-87 (2010).
  3. Lal, S., Link, S., Halas, N. J.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة