Dimostrazione di un microscopio Hyperlens-integrato e super-resolution Imaging

Summary

L'uso di un hyperlens è stato considerato come una tecnica di imaging ad alta super-risoluzione romanzo a causa di suoi vantaggi nella formazione immagine in tempo reale e la sua attuazione semplice con ottiche convenzionali. Qui, presentiamo un protocollo che descrive la fabbricazione e applicazioni di un hyperlens sferica di imaging.

Abstract

L'uso di Super-risoluzione imaging per superare il limite di diffrazione di microscopia convenzionale ha attirato l'interesse dei ricercatori nella biologia e nella nanotecnologia. Anche se superlenses e microscopia a scansione a campo hanno migliorato la risoluzione della regione di campo vicino, far field imaging in tempo reale resta una sfida significativa. Recentemente, il hyperlens, che ingrandisce e converte le onde evanescenti in propagazione delle onde, è emerso come un nuovo approccio all'imaging di campo lontano. Qui, segnaliamo la realizzazione di un hyperlens sferica composto di argento (Ag) e strati sottili di titanio (TiO₂) ossido alternati. A differenza di un convenzionale hyperlens cilindrici, il hyperlens sferica permette ingrandimento bidimensionale. Così, l'inserimento nella microscopia convenzionale è semplice. È proposto un nuovo sistema ottico integrato con il hyperlens, permettendo per un'immagine di sub-lunghezza d'onda per essere ottenuto nella regione di campo lontano in tempo reale. In questo studio, la fabbricazione e i metodi di installazione imaging sono spiegati in dettaglio. Questo lavoro descrive anche l'accessibilità e la possibilità dell'hyperlens, così come le applicazioni pratiche di formazione immagine in tempo reale in cellule viventi, che può portare a una rivoluzione nella biologia e nella nanotecnologia.

Introduction

Un desiderio di osservare biomolecole in cellule viventi ha condotto all'invenzione del microscopio, e l'avvento della microscopia propagato la rivoluzione di vari campi, quali biologia, patologia e scienza dei materiali, negli ultimi secoli. Tuttavia, ulteriore avanzamento della ricerca è stata limitata dalla diffrazione, che limita la risoluzione dei microscopi convenzionali a circa metà della lunghezza d'onda¹. Super-resolution imaging per superare il limite di diffrazione è stato, quindi, un'interessante area di ricerca negli ultimi decenni.

Come il limite di diffrazione è attribuito alla perdita delle onde evane....

Protocol

1. preparazione del substrato

1. ottenere altamente raffinati wafer di quarzo. Per la fabbricazione segnalata qui, utilizzare un wafer con uno spessore di 500 µm.
2. Spin-cappotto la cialda di quarzo con un photoresist positivo a 2.000 giri/min ed infornare per 60 s a 90 ° C.
   Nota: Lo strato di photoresist positivo è rivestito per evitare danni durante la fase di taglio successive.
3. Utilizzare un Affettatrici per tagliare la cialda con photoresist in piccoli pezzi 20 x 20 mm ² in formato.
4. Colpo usando una pistola di azoto compresso per rimuovere particelle risultanti dalla fase di taglio.
5. Posto in un bagno ....

Results

La capacità del dispositivo di hyperlens per risolvere funzioni Sub-diffrazione si basa sulla sua uniformità e su una produzione di alta qualità. Qui, un hyperlens è composto da un multistrato di Ag e TiO₂ depositato alternativamente. La figura 2a Mostra l'immagine di SEM di un ben fatto hyperlens¹⁷. L'immagine a sezione trasversale Mostra che il multistrato di Ag e Ti₃O₅ film sottile è depositato con s.......

Discussion

La realizzazione di un hyperlens comprende tre fasi principali: definizione della geometria emisferica nel substrato quarzo attraverso un processo di bagnato-acquaforte, accatastamento il metallo e dielettrico multistrato utilizzando un sistema di evaporazione del fascio di elettroni e inscrivere il oggetto sul layer in Cr. Il passo più importante è il secondo, dal momento che esso può influire significativamente la qualità della hyperlens. Nel processo di deposizione di film sottili, ci sono due condizioni che richiedon.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Fresatrice a fascio ionico focalizzato	FEI	Helios Nanolab G3 CX
Sistema di evaporazione a fascio elettronico	Korea Vacuum Tech	KVE-E4000
Microscopia elettronica a scansione	Hitachi	SU6600
Microscopia invertita	Zeiss	Axiovert 200
Sorgente luminosa	EXCELITAS Technologies	X-Cite 110 LED
Filtro passa banda	Chroma	ET405/30M
Obiettivo	Zeiss	Plan-Apochromat	NA=1.3, 100X
CCD camera	Andor	Zyla 4.2
Wafer di quarzo	CORNING	Silice fusa Corning 7980
Mordenzante di ossido tamponato	J.T Baker TM	J.T.Baker 5175
Photoresist	AZ electronic materiali	GXR-601 PR
Mordenzante al cromo	SIGMA-ALDRICH	651826
Aceton	J.T Baker TM	UN1090
Alcool isopropilico	J.T Baker TM	UN1219
Strumento di simulazione FEM	COMSOL 5.1 Multiphysics