التصوير الطيفي كأداة لدراسة الأنيزوتروبيا البصرية في البلورات الجزيئية أحادية الأبعاد القائمة على اللانثانيد

التصوير الفائق الطيفي يسمح بالحصول على معلومات طيفية في مواقع دقيقة داخل العينة. على سبيل المثال، لكشف النقاب عن أنيسوبيا بصرية على مستوى بلورية واحدة. ويتيح توليد البيانات الطيفية والمكانية لعينة إجراء دراسة أكثر تفصيلا للعينة من الممكن بواسطة التحليل الطيفي أو المجهر الفلوري وحده.

يمكن أن يبدو عدد كبير من المعلمات القابلة للتعديل التي تؤثر على القرار ساحقًا في البداية. ومع ذلك، قد يساعد إنشاء قائمة اختيار في التعرف على النظام. تتطلب هذه التقنية ضبط يدويًا للأجهزة التصويرية بالإضافة إلى معالجة البرامج.

ومن الضروري توضيح كلا الجانبين بصريا لعرض كيف تكمل كل من الطريقتين بعضهما البعض. إظهار الإجراء مع نيلسون روتاجوغا سيكون إميلي رودريغز، زميلة ما بعد الدكتوراه في مختبري. لإعداد تكوين التصوير لرسم خرائط التصوير فائق الطيف ، بدءًا من مرحلة المجهر واتباع مسار شعاع الانبعاثات نحو الكاشفات ، اترك الموقف لمكعب بصري بجوار المجهر البصري شاغرًا ووضع مكعب المجهر البصري confocal في هذا الموقف الذي يوجه الانبعاثات من العينة من خلال مسار الضوء المرئي.

يبحث على طول المسار البصري نحو كاشف، ضع المكعب البصري المرئي الذي يحتوي على مرآة dichroic والمرشحات لتوجيه الانبعاثات المرئية إلى مسار الكشف في موضعه. مواصلة المسار نحو كاشف، ووضع مكعب الثقب الثقب البصرية confocal في الموضع الصحيح لتوجيه الضوء من خلال مسار الكشف عن الضوء المرئي واتباع هذا المسار، ووضع مكعب الطيفي البصري confocal في الموضع المناسب بحيث يصل الضوء المنبعث إلى كاشف. عندما تكون جميع المكعبات في مكانها، قم بضبط فتحة فتحة فتحة الكاشف يدويًا لتتناسب مع حجم الثقب المحدد.

ثم، في برنامج PHySpec، حدد فتحة الثقب. لفرط الطيفية رسم خرائط التصوير من terbium يوروبيوم ثنائي البيريم الثنائي ثلاثي الفلوراسيتيالاتين واحد الكريستال، وضع يدويا الهدف 20 مرات من المجهر البصري تحت العينة واضغط على الزر الأبيض على الجانب الأيسر من المجهر لتشغيل الضوء الأبيض. قم بتشغيل مقبض الباب تحت الزر لضبط السطوع.

تعيين مقبض إلى الأمام على الجانب الأيمن من المجهر إلى R لإرسال 20٪ من إشارة إلى الكاميرا و 80٪ من إشارة إلى كاشف. اضغط على اللعب في نافذة كاميرا الألوان في برنامج PHySpec لبدء المسح الحي. إذا كانت نافذة كاميرا اللون تعرض صورة داكنة أو سوداء للغاية، قم بزيادة وقت التعرض و/أو قيمة الكسب تحت علامة التبويب كاميرا اللون.

إذا كانت الصورة ساطعة للغاية، تقليل وقت التعرض و/أو قيمة الكسب. للتركيز على العينة ، وتحويل المقابض من المجهر لضبط المسافة بين الهدف في المرحلة وفتح مصراع مصباح النطاق العريض للسماح للأشعة فوق البنفسجية الإثارة من العينة. ثم تحويل مقبض كثافة إلى الموضع المطلوب للسيطرة على كثافة الإثارة مصباح النطاق العريض.

انقر فوق إظهار / إخفاء شريط مقياس لإضافة شريط مقياس إلى صورة المجهر البصرية مشرق المجال من الكريستال ومراقبة صورة من الكريستال تحت الأشعة فوق البنفسجية كامل أو الإضاءة المحصورة. للاختيار بين الإضاءة المحصورة أو الإضاءة الميدانية الواسعة، استخدم العصا والمقابض لضبط حجم فتحة حقل مصباح الأشعة فوق البنفسجية. تحت علامة التبويب SpectraPro SP 2300، حدد طول موجة لمراقبة انبعاث العينة وضبط وقت التعرض للكشف.

للحصول على مكعب فائق الطيف في المنظم، انقر فوق زائد لإضافة عقدة جديدة وانقر فوق الصور Confocal. انقر فوق اكتساب الطيف المتعدد وإدخال عدد الموضع X و Y المطلوب، بالإضافة إلى حجم الخطوة المطلوب. حدد خيار الجهاز لمزامنة الكاميرا ولرسم خرائط الانبعاثات المرئية، وانقر فوق "موافق".

في المنظم، انقر فوق خط الاستحواذ متعدد الطيف المضاف حديثاً لتمييز العقدة وانقر فوق تشغيل لتشغيل العقدة المحددة. لتحليل بيانات التصوير فائق الطيف الملتقطة، على سبيل المثال، للتوزيع الطيفي لصورة ما، في قائمة المعالجة، حدد البيانات والمحاصيل والثني لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء للصورة. للحصول على ملف تعريف شدة الانبعاثات، انقر بزر الماوس الأيمن فوق صورة المكعب وحدد إنشاء X-Profile لتحليل سطر واحد.

اسحب لتحديد المنطقة وانقر بزر الماوس الأيمن على المنطقة التي تهمك. لتحديد إضافة إلى الرسم البياني. (أ) عرض كثافة الانبعاثات كدالة على الموضع المادي للهدف.

سيظهر ملف تعريف الكثافة في الرسم البياني الجديد. للحصول على طيف الانبعاثات من منطقة معينة من العينة، قم بتمرير المؤشر فوق صورة المكعب، وانقر بزر الماوس الأيمن، وانقر فوق Selection. اسحب وانقر لرسم شكل التحديد فوق المنطقة المطلوبة.

ثم انقر بزر الماوس الأيمن على المنطقة ذات الاهتمام وحدد إضافة اختيار إلى الرسم البياني. في نافذة إضافة إلى الرسم البياني، حدد إنشاء رسم بياني جديد لعرض أطياف الانبعاثات للهدف، ثم انقر فوق "موافق". ثم حفظ الطيف المكتسبة قبل اختيار منطقة جديدة.

هنا، تظهر صورة حقل مشرق من الكريستال سجلت بعد ضبط العينة في التركيز المناسب. ويمكن ملاحظة شكل الإبرة مثل الكريستال بوضوح. هنا، يمكن ملاحظة صور من نفس الكريستال تحت الإثارة الأشعة فوق البنفسجية مع إما الإضاءة الكاملة أو الإضاءة المحصورة محليا.

ويمكن استخدام الإضاءة المحصورة للتحقيق في آثار الطاقة أو نقل الضوء داخل الكريستال التي قد تؤدي إلى موجة مثل توجيه السلوك. على سبيل المثال، في هذه الصورة، يتم الكشف عن انبعاث قوي في نقطة ليست مباشرة تحت الإثارة، مما يشير إلى أن هجرة الطاقة الفعالة تحدث من خلال الكريستال. من المكعب فائق الطيف المكتسب، من الممكن أيضا الحصول على التوزيع الطيفي في شكل صورة، تمثل طول موجي معين.

(أ) موجز شدة طول موجي محدد للانبعاثات وأطياف الانبعاثات عند أي بيكسل أو منطقة من المكعب الفائق الطيفي المكتسب. فعلى سبيل المثال، تبين أطياف الانبعاثات لهذا التحليل أكثر نطاقات الانبعاثات تميزاً في أيونات يوروبيوم. وعلاوة على ذلك، فإن الصورة المكانية على طول الوجوه البلورية المختلفة تشير إلى انبعاث أكثر إشراقا في الطرف والوجوه الجانبية ويمكن أن تكون مرتبطة مع المسافات الأيونية لانثانيد/لانثانيد في الاتجاهات المكانية الثلاثة.

للحصول على إشارة جيدة في وقت تسجيل معقول من المكعب فائق الطيف، من المهم ضبط تكوينات المجهر، والتركيز، ووقت التعرض للكشف. الانبعاثات الأشعة فوق البنفسجية الإثارة والانبعاثات المرئية، يمكن أن يؤدي هذه التقنية باستخدام الإثارة الأشعة تحت الحمراء القريبة والكشف عن الانبعاثات الأشعة تحت الحمراء القريبة. وهذا يسمح لها أن تكون قابلة للتطبيق لمجموعة كبيرة من المواد الإنارة.

ارتباط الإشارات البصرية مع مجموعة من الميزات التابعة يجعل هذه التقنية مثيرة جدا للاهتمام للتحقيق في العلاقات هيكل / الملكية، بما في ذلك تقييم في المختبر من التفاعلات نانو الحيوية.