يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

قياس التشتت الغير خطية من الجسيمات النانوية Plasmonic واحدة

12.6K مشاهدة

⸱

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

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

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

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 -10، ولكن أيضا بسبب قدرتها على زيادة ضعيفة بطبيعتها التأثيرات البصرية غير الخطية (11). حساسية استثنائية من LSPR هي قيمة لالحيوي الاستشعار عن بعد وشبه التعبير عن عدم الرضاتقنيات التصوير دينار 12،13. من ناحية أخرى، واستقامة تعزيز هياكل plasmonic يمكن استخدامها في الدوائر المتكاملة الضوئية في تطبيقات مثل التبديل البصرية ومعالجة الإشارات جميع البصرية 14،15. ومن المعروف جيدا أن امتصاص plasmonic يتناسب خطيا لشدة الإثارة عند مستويات منخفضة الحدة. عندما الإثارة قوية بما فيه الكفاية، واستيعاب تصل إلى التشبع. يثير الاهتمام والفضول، في شدة أعلى، واستيعاب يزيد مرة أخرى. وتسمى هذه التأثيرات اللاخطية امتصاص تشبع (SA) 15-17 وعكس امتصاص تشبع (RSA) 18، على التوالي.

ومن المعروف أنه نظرا لLSPR، وتشتت قوي بشكل خاص في هياكل plasmonic. على أساس الكهرومغناطيسية الأساسية، يجب أن يكون الرد من نثر مقابل شدة الحادث الخطي. ومع ذلك، في النانوية، وترتبط ارتباطا وثيقا التشتت والامتصاص عن طريق نظرية مي، وكلاهما يمكن أن يكون البريدxpressed من حيث أجزاء حقيقية وخيالية من ثابت العزل الكهربائي. في ظل افتراض أن GNS واحدة تتصرف كما ثنائي القطب تحت إضاءة خفيفة، ونثر معامل (Q هيئة السلع التموينية) ومعامل الامتصاص (Q ABS) من جسيمات متناهية الصغر plasmonic واحدة وفقا لنظرية مي يمكن التعبير عن 19

figure-introduction-1

حيث x هو 2 πa / λ، لهو نصف قطر الكرة، وم 2 غير ε م / ε د. هنا، ε م وε د تتوافق مع الثوابت عازلة للمعدن والعوازل المحيطة بها، على التوالي. منذ شكل نثر معامل مماثلة لتلك التي من عشرمعامل امتصاص الإلكترونية، وبالتالي من المتوقع أن نلاحظ تشتت تشبع في جسيمات متناهية الصغر plasmonic واحدة 20.

في الآونة الأخيرة، وقد تجلى تشتت تشبع غير الخطية في الجسيمات plasmonic معزولة لأول مرة 21. ومن الجدير بالملاحظة أنه في التشبع الشديد، وشدة تشتت في الواقع انخفضت قليلا عندما ازدادت شدة الإثارة. أكثر بشكل ملحوظ، عندما استمرت شدة الإثارة المتزايدة بعد تناثر أصبحت مشبعة، وارتفعت كثافة نثر مرة أخرى، والتي تبين تأثير القابل للإشباع العكس تناثر 20. وقد أظهرت Wavelength- والدراسات التي تعتمد على حجم وجود علاقة قوية بين LSPR وغير الخطية نثر 21. كثافة وطول الموجة الإعتماد من نثر plasmonic هي مشابهة جدا لتلك التي الاستيعاب، مما يشير إلى آلية مشتركة الكامنة وراء هذه السلوكيات غير الخطية.

من ناحية التطبيقات، فمن كنو جيداسفل أن استقامة تساعد على تحسين القرار المجهر الضوئي. في عام 2007، الإثارة المشبعة واقترح (ساكس) المجهري، والتي يمكن أن تعزز القرار عن طريق استخراج إشارة المشبعة عن طريق تعديل الجيبية الزمني للشعاع الإثارة 22. ويستند المجهر ساكس على مفهوم أنه بالنسبة لنقطة بؤرية ليزر، لشدة أقوى في المركز مما كانت عليه في الهامش. إذا كانت إشارة (إما مضان أو نثر) يسلك سلوك التشبع، يجب أن تشبع تبدأ من المركز، في حين لا تزال الاستجابة الخطية في محيط. ولذلك، إذا كان هناك طريقة لاستخراج سوى جزء المشبعة، فإنه سيترك فقط الجزء المركزي في حين رفض الجزء الطرفي، مما يعزز بشكل فعال في القرار المكانية. من حيث المبدأ، لا يوجد الحد الأدنى القرار في SAX المجهر، طالما يتم التوصل إلى التشبع العميق كما وليس هناك ضرر عينة بسبب الإضاءة الشديدة.

وقد تبين أن resolutioن من التصوير مضان ويمكن تعزيز بشكل كبير من خلال الاستفادة من تقنية SAX. ومع ذلك، مضان يعاني من تأثير photobleaching من. الجمع بين اكتشاف نثر استقامة ومفهوم ساكس، فائقة الدقة المجهر على أساس نثر يمكن أن تتحقق 21. مقارنة microscopies فائقة الدقة التقليدية، والتقنية القائمة على نثر يوفر غير التبييض طريقة النقيض من الرواية. في هذه الورقة، وتعطى وصفا خطوة بخطوة لتحديد الإجراءات المطلوبة للحصول على واستخراج استقامة من نثر plasmonic. ووصف طرق تحديد نثر الغير خطية قدمت عن طريق تغيير شدة الحادث. وسيتم توفير مزيد من التفاصيل لكشف كيف تؤثر هذه الصور الغير خطية من الجسيمات النانوية واحدة، وكيف القرار المكانية يمكن تعزيزها وفقا لذلك بواسطة تقنية SAX.

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

البروتوكول

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 دقيقة في كثافة المناسبة التي تمكن الجزيئات ليكون من السهل التعرف لأن معظمها معزولة عن بعضها البعض. قد تحدث تجميع كبير إذا كانت فترة الانتظار طويلة جدا.
  4. تجفيف عينة عن طريق تطهير بغاز النيتروجين.
  5. (اختياري) لتعيين الشبكات على الزجاج مع ارتفاع القرار، وأداء المجهر الإلكتروني (SEM) في هذه المرحلة 23. وتقدم صورة المثال في شملت رقمه 1، والتي تبين كثافة المميزة لتلك الشبكات. استخدام الانبعاثات مجال SEM للحصول على صورة. مرة واحدة يتم إضافة زيت على العينة (الخطوة التالية)، فإنه سيكون من الصعب إزالة النفط ومراقبة العينة مع SEM.
  6. إضافة قطرة من النفط مع نفس معامل الانكسار على العينة لتغطية الشبكات وللقضاء على انعكاس قوي من الركيزة الزجاج.
  7. وضع غطاء زجاجي على أعلى من العينة وختم ذلك بطلاء الأظافر.
  8. الانتظار 5 دقائق على الأقل حتى يجف طلاء الأظافر. العينة مستعدة الآن.

2. محاذاة الرئيسية المدمج متحد البؤر مجهر

  1. انظر الشكل 2 لمخطط الإعداد. محاذاة الأبيض مسار الضوء إضاءة للجسم المجهر نفسها. بدوره على مصدر ضوء الهالوجين المجهر، واتباع دليل الصانع المجهر لتحقيق حالة الإضاءة كولر. ضمان البيضاء أشعة ضوء الهالوجين هي موازية تقريبا في الجزء الخلفي منفتحة الهدف، يعكس جزئيا beamsplitter 50/50، ثم نشر نحو الليزر.
  2. بدوره على المرايا GALVANO للتأكد من أنها لا تزال في الموقف المبدئي الصحيح، وهذا هو، في وسط مجموعة المسح الضوئي.
  3. وضع اثنين على الأقل من الأهداف، التي أدلى بها ورقة رقيقة من الورق مع حلقات متحدة المركز على ذلك، وعلى طول الطريق ضوء الهالوجين، ومواءمتها مع شعاع الهالوجين.
  4. لإجراء التصوير، وحدد ليزر 532 نانومتر. لإجراء قياسات التحليل الطيفي، حدد ليزر فائقة متصلة. خلال المواءمة، وينبغي أن تكون قوة الليزر أقل من 10 مللي واط في الفتحة الخلفية للهدف لتجنب استقامة. ثم، collimate شعاع العكس الحادث الليزر إلى شعاع الهالوجين المنتهية ولايته مع المعونة من الهدفين. عندما اكتمال هذه العملية، تم تحقيق المواءمة الخشنة من شعاع الليزر.
  5. محاذاة شعاع الليزر من خلال مركز الفتحة الخلفية للعدسة الهدف. عادة، استخدام منظمة اوكسفام الدوليةهدف ل الغمر. إضافة قطرة من النفط بين النفط الغمر عدسة موضوعية والعينة GNS. استخدام أنبوب مضخم (PMT) كما كاشف لجمع الإشارات نثر من الشبكات.
  6. وضع الثقب 20 ميكرون قطر أمام PMT لمنع خارج نطاق التركيز وتشتت الإشارات. بدوره على المرايا GALVANO وPMT (عن طريق البرنامج المدمج منزل)، وضبط الموقف الثقب وارتفاع مرحلة عينة لتحقيق أقصى قدر من إشارات ارتداد مبعثر من الشبكات، ومن ثم مراقبة وGNS الفردية على شاشة الكمبيوتر. ويظهر صورة عينة س ص من الشبكات مع المحاذاة الصحيحة في الشكل 2B.
  7. قليلا تغيير ارتفاع مرحلة عينة للتحقق من تركيز من التركيز. إذا لم تكن متحدة المركز، وضبط شعاع مع اثنين من المرايا أمام الماسح الضوئي حتى وسط GNS يبقى في نفس الموقف حين يتم تغيير ذروة مرحلة العينة. تأكد من أن الصورة XZ من قوات الأمن الفلسطينية هي مشابهة الشكل 2Cللتأكد من توافقها شعاع الصحيحة. معالجة هاتين الصورتين مع تمرير منخفض والمرشحات على نحو سلس جاوس.

3. توصيف نثر غير خطية

  1. في انخفاض كثافة الإثارة (أقل من 10 4 W / سم 2)، والحصول على صورة جزيئات الذهب باتباع بروتوكول 2.6.
  2. فتح الصورة في يماغيج (أو أي صورة أخرى برامج التحليل). رسم خط عبر واحدة من الشبكات في الصورة (انظر الشكل 2B)، واستخدام تحليل -> الملف الشخصي قطعة أدوات يماغيج لاسترداد ملف كثافة نثر. تناسب الشخصية من قوات الأمن الفلسطينية التي اختارها وظيفة جاوس:
    figure-protocol-1
    حيث y هي قيمة قراءات PMT، ص 0 هو القيمة الأساسية (إن وجدت)، A هو ذروة السعة، ث هو العرض، x هو المكانية تنسيق، وس ج هو coordinat مركز(ه) من وظيفة جاوس. وFWHM من قوات الأمن الفلسطينية المقابلة هي (½ln2) ث. استنادا إلى الفتحة العددية (NA) هدف، وFWHM النظري للPSF متحد البؤر يمكن تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 0.43l / NA، حيث L هو الطول الموجي الإثارة. مقارنة هذين الرقمين للتحقق المواءمة بين نظام التصوير.
  3. زيادة كثافة الإثارة عن طريق تغيير كثافة محايد (ND) مرشح يدويا في الشكل 2A، وتسجيل الصور ارتداد مبعثر في كل مستوى كثافة. تأخذ قيمة إشارة تشتت من وسط كل GNS في شدة الإثارة مختلفة، ورسم منحنى نثر إشارات مقابل شدة الإثارة. تحقق الخطي من النقاط القليلة الأولى، والتي ينبغي أن تظهر وجود علاقة خطية عندما شدة الإثارة منخفضة بشكل كاف. رسم خط على أساس تركيب خطي من النقاط القليلة الأولى. إذا كان انخفاض شدة تشتت النقاط اللاحقة دون هذا الاتجاه الخطي، saturatioحدث ن.
  4. بعد مراقبة تشتت تشبع، تنخفض تدريجيا كثافة دون عتبة الإشباع، والصورة نفسها الشبكات مرة أخرى لضمان العودة إلى الوراء من السلوكيات غير الخطية.

4. قياس من الطيف التشتت من الذهب Nanosphere واحدة

  1. لقياس الطيف ارتداد مبعثر من GNS واحدة، استخدام الليزر فائقة متصلة كمصدر ليزر. طول الموجة الأولي من الليزر يتراوح من 450 نانومتر إلى 1750 نانومتر. لإزالة قوة الأشعة تحت الحمراء الزائدة التي قد تسبب ضررا على عينة والمكونات البصرية، ومكان واحد أو اثنين من المرايا اليمين بعد ليزر فائقة متواصلة لتعكس الضوء المرئي، وتستخدم شعاع مقالب لجمع ضوء الأشعة تحت الحمراء الزائد.
  2. اتبع الإجراءات المحاذاة في القسم 2 لتوجيه الليزر فائقة متصلة في مجهر المسح الضوئي ليزر متحد البؤر. استخدام النطاق العريض 50/50 BS لضمان التغطية الطيفية عبر المدى المرئي كله.
  3. اكتسابصورة من الشبكات على الزجاج. تحديد موقع GNS واحدة في الصورة، وتحديد بؤرة ضوء النطاق العريض الحادث على الجسيمات.
  4. استخدام مرآة التقليب أمام PMT لتوجيه إشارة ارتداد مبعثر نحو مطياف، وهو مجهز مع جهاز إلى جانب المسؤول، ومن ثم اتخاذ مجموعة من GNS واحدة مختارة. كن حذرا أن الطيف هنا هو خليط من GNS نثر والخلفية بسبب الانعكاسات من الأسطح الأخرى.
  5. التبديل إلى كشف PMT، والتقاط صورة أخرى لتأكيد أن الموقف الجسيمات لم يتغير. ثم، تحول التركيز إلى النقطة التي لا الجسيمات موجود. التبديل إلى مطياف، وتأخذ واحدة أكثر الطيف الذي يمثل الخلفية.
  6. طرح الطيف خلفية من الخطوة 4.5 من الطيف من الخطوة 4.4 للحصول على الطيف ارتداد مبعثر واضح على GNS واحدة.

5. محاذاة SAX مجهر

  1. انظر الشكل 3لمخطط المجهر SAX، حيث يتم الحصول على التشكيل المثالي الزمني الجيبية من وتيرة ضربات بين اثنين جهري صوتية البصرية (AOMs). أولا، ضبط حجم شعاع من الليزر لتلبية متطلبات AOMs اللاحقة. تقسيم ضوء الليزر 532 نانومتر إلى شعاعين باستخدام الخائن 50/50 شعاع.
  2. توجيه شعاعين من خلال AOMs اثنين، مع شعاع واحد يمر كل AOM. يجب أن يكون الترددات تحوير للAOMs مختلفين. على سبيل المثال، يمكن للمرء أن يكون على 40.000 ميغاهرتز والآخر في 40.010 ميجا هرتز، مما أسفر عن تردد الفرق من 10 كيلو هرتز. وهذا التردد الفرق يكون أساسيا تضمين التردد و م للإشارات SAX.
  3. اتخاذ النظام الأول الحزم diffracted من كلا AOMs، والجمع بين شعاعين باستخدام الخائن 50/50 شعاع أخرى. ضبط المرايا بعد AOMs إلى collimate شعاعين.
  4. إضافة photodetector متصل الذبذبات لمراقبة modulatio الزمنيةن. تقسيم جزء صغير من الليزر مع شريحة زجاجية، وإرسالها إلى photodetector، كما هو مبين في الشكل (3). والتشكيل الصحيح والحزم التداخل، ومراقبة الجيبية كثافة تعديل على التردد و الرئيسي م، مماثلة لتلك التي الموجي هو مبين في الشكل (4).
    ملاحظة: خلفية التشكيل يجب أن تكون في أدنى مستوى ممكن لتحقيق أقصى عمق التشكيل. وبالإضافة إلى ذلك، استخدم تحليل فورييه وظيفة من الذبذبات للتأكد من أن التشوه التوافقي للتعديل آخذة في التناقص. لتحقيق التنفيذ الناجح ساكس، وضمان الكمال الجيبية تعديل شدة الإثارة مع التقليل استقامة الأولية.
  5. فصل الانتاج الكهربائي للphotodetector من الذبذبات والاتصال إشارة المدخلات من مكبر للصوت قفل في.
  6. كما هو مبين في الشكل (3)، محاذاة شعاع الليزر إلى نظام متحد البؤر التالية البروتوكولات السابقة. Hيحرث، ربط الانتاج الكهربائي للPMT إلى مكبر للصوت قفل في كإدخال إشارة.
  7. استخدام غطاء زجاجي فارغ كما العينة، والتحقق من الخطي للنظام الكشف الكهربائي تدريجيا عن طريق زيادة قوة الإثارة ،، كما هو موضح في الشكل (5)، حيث كاشف هو الخطية أقل من قيمة قراءات من 1-V. في جميع القياسات اللاحقة، ورعاية لكبح قراءات لأقل من هذه القيمة.
  8. ضبط الانتاج من مكبر للصوت قفل في لتصدير الحجم المطلق للإشارة الجهد. عن طريق تغيير عنصر التوافقي وضع في قناة المرجعية، يجب الحصول على سعة الإشارات ساكس، A 1، A 2، وهلم جرا.
  9. تصدير الخطية وغير الخطية إشارات من مكبر للصوت قفل في لبطاقة الحصول على البيانات، التي تتلقى أيضا إشارات القيادة الجهد من المرايا GALVANO المسح النقطية. مع المعونة من برنامج ابفيف حسب الطلب، مزامنة الإشارات من مكبر للصوت قفل في وGALVANO المرايا على شكل صورة.
  10. لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الصور، حدد بشكل مناسب اكتساب بكسل والأوقات دمج مكبر للصوت قفل في. على سبيل المثال، عندما الرئيسي تضمين التردد و م من الإثارة هو 10 كيلو هرتز، وهذا هو، عندما الفترة 100 μsec، ضبط الوقت التكامل القفل في مكبر للصوت أن يكون على الأقل ثلاث مرات أطول من هذه الفترة. واضاف ان زمن حركة GALVANO مرآة، يتم تعيين سرعة اكتساب في 1500 بكسل في الثانية في وضع التصوير SAX.

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

النتائج

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

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

يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.

شكر وتقدير

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

  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. Nano-optics from sensing to waveguiding. Nature Photon. 1 (11), 641-648 (2007).
  4. Kawata, S., Inouye, Y., Verma, P. Plasmonics for near-field nano-imaging and superlensing. Nature Photon. 3 (7), 388-394 (2009).
  5. Homola, J., Yee, S. S., Gauglitz, G. Surface plasmon resonance sensors: review. Sensor. Actuat. B-Chem. 54 ((1-2)), 3-15 (1999).
  6. Nie, S., Emory, S. R. Probing single molecules and single nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering. Science. 275 (5303), 1102-1106 (1997).
  7. Hache, F., Ricard, D., Flytzanis, C. Optical nonlinearities of small metal particles - surface-mediated resonance and quantum size effects. J. Opt. Soc. Am. B. 3 (12), 1647-1655 (1986).
  8. Balamurugan, B., Maruyama, T. Evidence of an enhanced interband absorption in Au nanoparticles: Size-dependent electronic structure and optical properties. Applied Physics Letters. 87 (14), 143105(2005).
  9. Link, S., El-Sayed, M. A. Size and temperature dependence of the plasmon absorption of colloidal gold nanoparticles. J. Phys. Chem. B. 103 (21), 4212-4217 (1999).
  10. Kelly, K. L., Coronado, E., Zhao, L. L., Schatz, G. C. The optical properties of metal nanoparticles: The influence of size, shape, and dielectric environment. J. Phys. Chem B. 107 (3), 668-677 (2003).
  11. Kauranen, M., Zayats, A. V. Nonlinear plasmonics. Nature Photon. 6 (11), 737-748 (2012).
  12. Homola, J. Present and future of surface plasmon resonance biosensors. Anal Bioanal Chem. 377 (3), 528-539 (2003).
  13. Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. Au nanoparticles target cancer. Nano Today. 2 (1), 18-29 (2007).
  14. Wada, O. Femtosecond all-optical devices for ultrafast communication and signal processing. New J. Phys. 6 (183), Forthcoming.
  15. Elim, H. I., Yang, J., Lee, J. Y., Mi, J., Ji, W. Observation of saturable and reverse-saturable absorption at longitudinal surface plasmon resonance in gold nanorods. Appl. Phys. Lett. 88 (8), 083107(2006).
  16. Ros, I., Schiavuta, P., Bello, V., Mattei, G., Bozio, R. Femtosecond nonlinear absorption of gold nanoshells at surface plasmon resonance. Phys. Chem. Chem. Phys. 12 (41), 13692-13698 (2010).
  17. De Boni, L., Wood, E. L., Toro, C., Hernandez, F. E. Optical Saturable Absorption in Gold Nanoparticles. Plasmonics. 3 (4), 171-176 (2008).
  18. Gurudas, U., et al. Saturable and reverse saturable absorption in silver nanodots at 532 nm using picosecond laser pulses. J. Appl. Phys. 104 (7), 073107(2008).
  19. Bohren, C. F., Huffman, D. R. Absorption and scattering of light by small particles. , John Wiley & Sons Inc. (1983).
  20. Chu, S. W., et al. Saturation and reverse saturation of scattering in a single plasmonic nanoparticle. ACS Photon. 1 (1), 32-37 (2014).
  21. Chu, S. W., et al. Measurement of a saturated emission of optical radiation from gold nanoparticles: application to an ultrahigh resolution microscope. Phys. Rev. Lett. 112 (1), 017402(2014).
  22. Fujita, K., Kobayashi, M., Kawano, S., Yamanaka, M., Kawata, S. High-resolution confocal microscopy by saturated excitation of fluorescence. Phys. Rev. Lett. 99 (22), 228105(2007).
  23. Smith, K. C. A., Oatley, C. W. The scanning electron microscope and its fields of application. Brit. J.Appl. Phys. 6 (11), (1955).
  24. Yu, J. Y., et al. A diffraction-limited scanning system providing broad spectral range for laser scanning microscopy. Rev. Sci. Instru. 80 (11), 113704(2009).
  25. Lee, H., et al. Point spread function analysis with saturable and reverse saturable scattering. Opt. Express. 22 (21), 26016-26022 (2014).
  26. Gustafsson, M. G. L. Nonlinear structured-illumination microscopy: Wide-field fluorescence imaging with theoretically unlimited resolution. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102 (37), 13081-13086 (2005).
  27. Yonemaru, Y., Yamanaka, M., Smith, N. I., Kawata, S., Fujita, K. Saturated Excitation Microscopy with Optimized Excitation Modulation. ChemPhysChem. 15 (4), 743-749 (2014).
  28. Betzig, E., et al. Imaging intracellular fluorescent proteins at nanometer resolution. Science. 313 (5793), 1642-1645 (2006).
  29. Hell, S. W. Far-field optical nanoscopy. Science. 316 (5828), 1153-1158 (2007).
  30. Huang, B., Wang, W. Q., Bates, M., Zhuang, X. W. Three-dimensional super-resolution imaging by stochastic optical reconstruction microscopy. Science. 319 (5864), 810-813 (2008).
  31. Heintzmann, R., Jovin, T. M., Cremer, C. Saturated patterned excitation microscopy - a concept for optical resolution improvement. J. Opt. Soc. Am. A. 19 (8), 1599-1609 (2002).
  32. Tzang, O., Pevzner, A., Marvel, R. E., Haglund, R. F., Cheshnovsky, O. Super-Resolution in Label-Free Photomodulated Reflectivity. Nano Lett. 15 (2), 1362-1367 (2015).

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

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

اللاخطية في التشتتالتشتت القابل للإشباعالإشباع العكسيمجهرية الدقة الفائقةالكرات النانوية الذهبيةرنين البلازمون السطحي الموضعيمجهرية الإثارة المشبعةالبصريات اللاخطيةالمجهرية البؤرية
قياس التشتت الغير خطية من الجسيمات النانوية Plasmonic واحدة
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.