Demonstratie van een Hyperlens-geïntegreerd Microscoop en super resolutie beeldvorming

Summary

Het gebruik van een hyperlens werd beschouwd als een nieuwe super resolutie beeldvormende techniek te wijten aan haar voordelen in real-time beeldvorming en haar eenvoudige implementatie met conventionele optica. Hier presenteren we een protocol met een beschrijving van de fabricage en beeldtoepassingen van een sferische hyperlens.

Abstract

Het gebruik van super resolutie imaging om te overwinnen de limiet van de diffractie van conventionele microscopie heeft het belang van onderzoekers in de biologie en nanotechnologie aangetrokken. Hoewel in de buurt van-veld scanning microscopie en superlenses zijn de resolutie in de buurt van het veld regio verbeterd, blijft ver-veld imaging in real-time een aanzienlijke uitdaging. Onlangs, de hyperlens, die vergroot en zet vluchtig golven in teeltmateriaal golven, heeft ontpopt als een nieuwe benadering voor de beeldvorming van de ver-veld. Wij rapporteren hier, de fabricage van een sferische hyperlens, samengesteld uit afwisselende zilver (Ag) en titanium-oxide (TiO₂) dunne lagen. In tegenstelling tot een conventionele cilindrische hyperlens voorziet de sferische hyperlens twee-dimensionale vergroting. Opneming van de conventionele microscopie is dus eenvoudig. Een nieuwe optische systeem is geïntegreerd in de hyperlens wordt voorgesteld, waardoor een afbeelding met een sub golflengte worden verkregen in de ver-veld regio in real-time. In deze studie, worden de fabricage en imaging setup methoden uiteengezet in detail. Dit werk beschrijft ook de toegankelijkheid en de mogelijkheid van de hyperlens, alsmede praktische toepassingen voor real-time imaging in levende cellen, die tot een revolutie in de biologie en nanotechnologie leiden kan.

Introduction

Een verlangen naar het observeren van biomoleculen in levende cellen leidde tot de uitvinding van microscopie, en de komst van microscopie doorgegeven de revolutie van verschillende gebieden, zoals biologie, pathologie en materiaalkunde, over de laatste paar eeuwen. Verdere vooruitgang van het onderzoek heeft echter zijn beperkt door diffractie, ter beperking van de resolutie van conventionele microscopen tot ongeveer de helft van de golflengte¹. Daarom is super resolutie imaging om te overwinnen de diffractie-limiet een interessante onderzoeksruimte geweest in de afgelopen decennia.

Zoals de diffractie-limiet wordt ....

Protocol

1. substraat voorbereiding

1. verkrijgen zeer verfijnd kwarts wafer. Voor de fabrikatie gemeld hier, gebruik een zegel met een dikte van 500 µm.
2. Spin-jas het kwarts wafer met een positieve fotoresist op 2.000 rpm en bak gedurende 60 s op 90 ° C.
   Opmerking: De positieve fotoresist laag is gecoat om schade te voorkomen tijdens de daaropvolgende snijden stap.
3. Gebruik van een dicing machine te snijden de wafer met fotoresist in kleine stukjes 20 x 20 mm ² in grootte.
4. Blazen met behulp van een gecomprimeerde stikstof-pistool voor het verwijderen van deeltjes als gevolg van het snijden stap.
5. Plaatst u deze in....

Results

Het vermogen van het hyperlens-apparaat op te lossen sub diffractie eigenschappen berust op uniformiteit en een kwalitatief hoogwaardige productie. Hier is een hyperlens samengesteld uit een multilayer van Ag en TiO₂ afwisselend gestort. Figuur 2a toont het SEM-beeld van een goed gemaakte hyperlens¹⁷. De transversale afbeelding toont dat de multilayer van Ag en Ti₃O₅ dunne film met uniforme dikte op het.......

Discussion

De fabricage van een hyperlens omvat drie belangrijke stappen: definiëren hemisferische geometrie in het substraat kwarts via een proces van natte-etsen, stapelen de metaal- en diëlektrische multilayer beschilderen met behulp van een electron beam verdamping systeem, en de object op de Cr-laag. De belangrijkste stap is de tweede, omdat het aanzienlijk de kwaliteit van de hyperlens beïnvloeden kan. In het proces van dunne-film depositie zijn er twee voorwaarden waarvoor speciale zorg voor een duidelijk beeld van de Super .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Focused Ion Beam milling machine	FEI	Helios Nanolab G3 CX
E-beam evaporation system	Korea Vacuum Tech	KVE-E4000
Scanning electron microscopy	Hitachi	SU6600
Inverted microscopy	Zeiss	Axiovert 200
Light source	EXCELITAS Technologies	X-Cite 110 LED
Band pass filter	Chroma	ET405/30M
Objective lens	Zeiss	Plan-Apochromat	NA=1.3, 100X
CCD camera	Andor	Zyla 4.2
Quartz wafer	CORNING	Fused Silica Corning 7980
Buffered oxide etchant	J.T Baker TM	J.T.Baker 5175
Photoresist	AZ electronic materials	GXR-601 PR
Chromium etchant	SIGMA-ALDRICH	651826
Aceton	J.T Baker TM	UN1090
Isopropyl alcohol	J.T Baker TM	UN1219
FEM simulation tool	COMSOL 5.1 Multiphysics