הפגנה של מיקרוסקופ משולבת Hyperlens וכן הדמיה ברזולוציה סופר

סיכום

יש השימוש hyperlens נחשב טכניקה דימות סופר-ברזולוציה הרומן בשל יתרונותיה הדמיה בזמן אמת ואת יישומה פשוטה עם אופטיקה קונבנציונלי. כאן, אנו מציגים פרוטוקול המתאר הזיוף והדמיה של hyperlens כדורית היישומים.

תקציר

השימוש של סופר רזולוציה הדמיה כדי להתגבר על מגבלת עקיפה של מיקרוסקופ רגיל משכה העניין של החוקרים בביולוגיה, ננו-טכנולוגיה. למרות מיקרוסקופיית שדה-סריקה, superlenses יש שיפור הרזולוציה באזור ליד שדה, שדה רחוק הדמיה בזמן אמת נשאר אתגר משמעותי. לאחרונה, hyperlens, אשר מגדיל או ממירה הפצת גלים גלים evanescent, התפתחה הגישה הרומן של שדה רחוק הדמיה. כאן, אנו מדווחים על הזיוף של hyperlens כדורית המורכבת לסירוגין כסף (Ag), טיטניום אוקסיד (TiO₂) שכבות דק. בניגוד hyperlens גלילי קונבנציונלי, hyperlens כדורית מאפשר הגדלה דו-ממדית. לפיכך, שהשתלבה מיקרוסקופ המקובלת היא פשוטה. מערכת אופטית חדשה משולבת עם hyperlens מוצע, המאפשר תמונת אורך גל תת ואפשר להשיג באזור שדה רחוק בזמן אמת. במחקר זה, ייצור ושיטות הדמיה ההתקנה מוסברים בפירוט. עבודה זו מתארת גם את הנגישות ואת האפשרות hyperlens, כמו גם יישומים מעשיים בזמן אמת הדמיה בתאים חיים, אשר יכול להוביל מהפכה בתחום הביולוגיה, ננו-טכנולוגיה.

מבוא

רצון להתבונן מולקולות בתאים החיים הובילו המצאת מיקרוסקופ, כניסתו של מיקרוסקופיית מופצות המהפכה של שדות שונים, כגון ביולוגיה, פתולוגיה, חומר מדעי, על מאות השנים האחרונות. אולם, נוסף לקידום המחקר הוגבלה על ידי עקיפה, אשר מגביל את הרזולוציה של מיקרוסקופים המקובלת עד כ חצי אורך גל¹. לכן, סופר רזולוציה הדמיה כדי להתגבר על המגבלה עקיפה כבר שטח מחקר מעניין בעשורים האחרונים.

כמו המגבלה עקיפה מיוחס האובדן של הגלים evanescent המכילים מידע גל תת על אובייקטים, לימודי נערכו כדי למנוע גלים evanescent נמוג או כדי לשחזר אותם^2,3. המאמץ כדי להתגבר על המגבלה עקיפה דווחה לראשונה....

פרוטוקול

1. הכנת הרקע

1. קבל מאוד מעודן קוורץ וופל. הזיוף דיווחו כאן, לשימוש רקיק עם עובי מיקרומטר 500-
2. ספין-קואט כשהפחד קוורץ עם photoresist חיובי ב-2000 סל ד ואופים 60 s ב 90 מעלות צלזיוס
   הערה: השכבה photoresist חיובי מצופה למניעת נזק במהלך השלב חיתוך עוקבות.
3. להשתמש מכונת dicing כדי לחתוך חתיכות קטנות 20 x 20 מ מ ² בגודל של וופל עם photoresist.
4. לפוצץ באמצעות אקדח חנקן דחוס כדי להסיר חלקיקים הנובע השלב חיתוך.
5. למקם אותו באמבט אולטרא במים מיוננים (DI) למשך 5 דקות בגיל 45 ° C. להסיר השכבה photoresist שימוש באמבט אולטרא אצטון עבור 5 דקות בגיל 45 מעלות צלזיוס. לנקות את המצע באמצעות שתי אמבטיות אולטראסוניות, אצטון אל....

תוצאות

היכולת של המכשיר hyperlens כדי לפתור עקיפה משנה תכונות מסתמך על אחידות שלה ועל זיוף באיכות גבוהה. כאן, hyperlens מורכב של multilayer של Ag, TiO₂ שהופקדו לסירוגין. איור 2a מציג תמונת SEM ועשוי hyperlens¹⁷. התמונה חתך הרוחב מציגה multilayer של Ag ו- Ti₃O₅ סרט דק מועבר עם עובי אחיד על מצע קוורץ המיספרי. חספוס בפני השטח של המבנה hyperlens הסופי הוא פחות מ- 1.5 ננומטר שורש ממוצע הריבועים (לר).

דיון

הזיוף של hyperlens כולל שלושה שלבים עיקריים: הגדרת הגיאומטריה המיספרי לתוך המצע קוורץ באמצעות תהליך רטוב-איכול, לערום את multilayer מתכת, מבודד באמצעות מערכת אידוי של אלומת אלקטרונים, חריטה אובייקט בשכבה Cr. הצעד החשוב ביותר הוא השני, מאז זה יכול להשפיע באופן משמעותי על איכות hyperlens. בתהליך דפוזיציה סרט דק, ישנם שני תנאים הדורשות טיפול מיוחד עבור סופר-נפתרה תמונה ברורה. לערום את multilayer conformally היא אחת הסוגיות מכריע, כמו בתצהיר שאינה קונפורמית של multilayer שמוביל סטייה מהצורה הכדורית מושלם. אם התצהיר הסרט אינו.......

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
מכונת כרסום קרן יונים ממוקדת	FEI	Helios Nanolab G3 CX
מערכת אידוי קרן אלקטרונית	קוריאה ואקום טק	KVE-E4000
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק	היטאצ'י	SU6600
מיקרוסקופיה הפוכה	Zeiss	Axiovert 200
מקור אור	EXCELITAS טכנולוגיות	X-Cite 110 LED
מסנן מעבר פס	Chroma	ET405 / 30M
עדשת אובייקטיבית	Zeiss	Plan-Apochromat	NA=1.3, 100X
CCD מצלמה	Andor	Zyla 4.2
רקיק קוורץ	CORNING	התמזג סיליקה קורנינג 7980
תחרוט תחמוצת חוצץ	J.T Baker TM	J.T.Baker 5175
Photoresist	AZ אלקטרוני חומרים	GXR-601 PR
תחריט כרום	SIGMA-ALDRICH	651826
Aceton	J.T Baker TM	UN1090
איזופרופיל אלכוהול	J.T Baker TM	UN1219
כלי סימולציה FEM	COMSOL 5.1 מולטיפיזיקה