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Article de méthode

Démonstration d’un Microscope intégré Hyperlens et Super-resolution Imaging

7.5K vues

DOI :

10.3791/55968

8 septembre 2017

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

L’utilisation d’un hyperlens a été considérée comme une technique d’imagerie de Super-résolution roman en raison de ses avantages dans l’imagerie en temps réel et de sa mise en œuvre simple avec une optique classique. Nous présentons ici un protocole décrivant la fabrication et les applications d’un hyperlens sphérique de l’imagerie.

Résumé

L’utilisation de Super-resolution imaging pour contourner la limite de diffraction de microscopie conventionnelle a suscité l’intérêt des chercheurs en biologie et en nanotechnologie. Bien que superlenses et microscopie en champ proche ont amélioré la résolution dans la région de champ proche, lointain l’imagerie en temps réel reste un défi important. Récemment, le hyperlens, ce qui amplifie et transforme la propagation des ondes ondes évanescentes, est apparue comme une nouvelle approche pour l’imagerie grand champ. Nous rapportons ici la fabrication d’un hyperlens sphérique composée d’une alternance d’argent (Ag) et des couches minces de titane oxyde (TiO2). Contrairement à un hyperlens cylindrique conventionnelle, la hyperlens sphérique permet de grossissement à deux dimensions. Ainsi, l’incorporation dans la microscopie conventionnelle est simple. Un nouveau système optique intégré avec le hyperlens est proposé, permettant une image secondaire de longueur d’onde d’obtenir dans la région de champ lointain en temps réel. Dans cette étude, la fabrication et les méthodes d’installation d’imagerie sont expliqués en détail. Cet ouvrage décrit également l’accessibilité et la possibilité de la hyperlens, ainsi que des applications pratiques de l’imagerie en temps réel dans les cellules vivantes, qui peut conduire à une révolution en biologie et en nanotechnologie.

Introduction

Un désir d’observer les molécules dans les cellules vivantes a conduit à l’invention de la microscopie et l’avènement de la microscopie propagées à la révolution de divers domaines, tels que la biologie, pathologie et sciences des matériaux, sur derniers siècles. Cependant, autre avancement de la recherche a été restreint par diffraction, qui limite la résolution des microscopes classiques à environ la moitié de la longueur d’onde1. Donc, Super-resolution imaging pour contourner la limite de diffraction a été une zone de recherche intéressant au cours des dernières décennies.

Comme la limite de diffraction est attrib....

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Protocole

1. préparation du substrat

  1. obtenir très sophistiquée des plaquettes de quartz. Pour la fabrication rapportée ici, utiliser une plaquette avec une épaisseur de 500 µm.
  2. S
  3. spin-manteau la gaufrette de quartz avec une photorésine positive à 2 000 tr/mn et cuire au four pendant 60 à 90 ° C.
    Remarque : La couche de résine photosensible positive est recouverte pour éviter les dommages lors de l’étape de découpe ultérieure.
  4. Utiliser une machine de découpe pour couper la plaquette avec résine photosensible en petits morceaux de 20 x 20 mm 2 taille.
  5. Souffler l’aide d’un pistolet d’azote comprimé pour enlever les particu....

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Résultats

La capacité de l’appareil de hyperlens pour résoudre les caractéristiques secondaires de diffraction repose sur son uniformité et une fabrication de haute qualité. Ici, un hyperlens est composé d’une multicouche de Ag et TiO2 déposés en alternance. Figure 2 a montre l’image de SEM d’un hyperlens bien fait17. L’image coupe transversale montre que le multicouche d’Ag et Ti3O5 film mince est déposé avec un.......

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Discussion

La fabrication d’un hyperlens comporte trois étapes majeures : définissant la géométrie hémisphérique dans le substrat de quartz grâce à un processus de gravure humide, empiler les multicouches métalliques et diélectriques à l’aide d’un système d’évaporation électron faisceau et inscrivant le objet sur le calque de Cr. L’étape la plus importante est la deuxième, car il peut affecter considérablement la qualité de la hyperlens. Dans le procédé de dépôt de couche mince, il y a deux conditions qui nécessitent des soins spéc.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrentes.

Remerciements

Ce travail est soutenu financièrement par le programme de jeunes chercheurs (FRO-2015R1C1A1A02036464), programme Engineering Research Center (FRO-2015R1A5A1037668) et programme Global Frontier (CAMM-2014M3A6B3063708), M.K., S.S., I.K. reconnaissent le grade de docteur Global Bourses (FRO-2017H1A2A1043204, FRO-2017H1A2A1043322, FRO-2016H1A2A1906519) grâce à la subvention de la Fondation de recherche National de Corée (NRF) financé par le ministère de la Science, les TIC et les futur Planning (MSIP) du gouvernement coréen.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Fraiseuse à faisceau d’ions focalisésFEIHelios Nanolab G3 CX
Système d’évaporation par faisceau d’électronsElectrique à balayage Korea Vacuum TechKVE-E4000
HitachiSU6600
Microscopie inverséeZeissAxiovert 200
Source lumineuseEXCELITAS TechnologiesX-Cite 110 LED
Filtre passe-bandeChromaET405/30M
ObjectifZeissPlan-ApochromatNA=1.3, Caméra CCD 100X
AndorZyla 4.2
Plaquettede quartz CORNINGSilice fondue Corning 7980
Tampon d’oxyde de mordançageJ.T Baker TMJ.T.Baker 5175
PhotoresistAZ electronic matériauxGXR-601 PR
Agent de gravure au chromeSIGMA-ALDRICH651826
AcetonJ.T Baker TMUN1090
Alcool isopropyliqueJ.T Baker TMUN1219
Outil de simulation FEMCOMSOL 5.1 Multiphysics

Références

  1. Abbe, E. Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung. Archiv für mikroskopische Anatomie. 9 (1), 413-418 (1873).
  2. Dürig, U., Pohl, D. W., Rohner, F. Near-field optical-scanning microscopy. J Appl Phys. 59 (10), 3318-3327 (1986).
  3. Pendry, J. B.

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Réimpressions et autorisations

Étiquettes

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