Method Article

Demonstração de um microscópio integrado Hyperlens e super resolução imagem

DOI:

10.3791/55968

⸱

September 8th, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), 2School of Mechanical Engineering, Sungkyunkwan University, 3Department of Chemical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH)

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O uso de um hyperlens tem sido considerado como uma técnica de imagem de romance Super-resolução devido a suas vantagens na geração de imagens em tempo real e sua implementação simples com fibra óptica convencional. Aqui, apresentamos um protocolo descreve a fabricação e aplicativos de um esférico hyperlens de imagem.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O uso de super resolução de imagem para superar o limite de difração de microscopia convencional tem atraído o interesse de pesquisadores em biologia e nanotecnologia. Embora superlenses e microscopia de campo próximo melhoraram a resolução na região de campo próximo, distante-campo imagem em tempo real permanece um desafio significativo. Recentemente, o hyperlens, o que amplia e converte ondas evanescentes em ondas de propagação, surgiu como uma nova abordagem para longe-campo de imagem. Aqui, nós relatamos a fabricação de um hyperlens esférica composta alternando camadas finas de titânio óxido (TiO2) e prata (Ag). Ao contrário de um hyperlens cilíndricos convencionais, o esférico hyperlens permite ampliação bidimensional. Assim, a incorporação em microscopia convencional é simples. Propõe-se um novo sistema ótico integrado com o hyperlens, permitindo uma imagem de comprimento de onda sub obtidos na região de campo distante em tempo real. Neste estudo, a fabricação e os métodos de instalação de imagem são explicados em detalhes. Este trabalho também descreve a acessibilidade e a possibilidade do hyperlens, bem como aplicações práticas de geração de imagens em tempo real em células vivas, o que pode levar a uma revolução na biologia e nanotecnologia.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Um desejo de observar biomoléculas em células vivas conduziu à invenção da microscopia e o advento da microscopia propagada a revolução de vários campos, tais como a biologia, patologia e ciência de materiais, nos últimos séculos. No entanto, mais avanço da pesquisa foi restringido por difração, o que limita a resolução dos microscópios convencionais, a aproximadamente metade do comprimento de onda1. Portanto, Super resolução de imagem para superar o limite de difração tem sido uma área de pesquisa interessante nas últimas décadas.

Como o limite de difração é atribuído à perda das ondas evanescentes que contêm inform....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. preparo do substrato

  1. obter altamente refinado da bolacha de quartzo. Para a fabricação relatada aqui, use uma bolacha com uma espessura de 500 µm.
    2. S
  2. spin-casaco a bolacha de quartzo com um positivo fotorresiste a 2.000 rpm e asse por 60 a 90 ° C.
    Nota: A camada de fotorresiste positivo é revestida para evitar danos durante a etapa de corte posterior.
  3. Usar uma máquina de corte em cubos para cortar pequenos pedaços de 20 x 20 mm 2 no tamanho da pastilha com fotorresiste.
  4. Explodir usando uma arma de nitrogênio comprimido para remover as partículas resultantes da etapa de corte.
  5. Colocá-lo em um banho ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A capacidade do dispositivo hyperlens de resolver características de difração sub baseia-se na sua uniformidade e em uma alta qualidade fabricação. Aqui, um hyperlens é composto por uma multicamadas de Ag e TiO2 depositado alternadamente. Figura 2a mostra a imagem SEM um bem-feito hyperlens17. A imagem transversal mostra que o multicamada de Ti e Ag3O5 filme fino é depositada com uma espessura uniforme .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A fabricação de um hyperlens inclui três etapas principais: definição de geometria hemisférica no substrato de quartzo, através de um processo molhado-gravura, empilhando a metal e dielétrica multicamada usando um sistema de evaporação de feixe de elétrons e inscrever o objeto na camada de Cr. O passo mais importante é o segundo, desde que possa afetar significativamente a qualidade do hyperlens. No processo de deposição de película fina, há duas condições que exigem cuidados especiais para uma imagem clara super resolvi.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os autores declaram que eles têm não tem interesses financeiro concorrente.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabalho é apoiado financeiramente pelo programa jovem investigador (NRF-2015R1C1A1A02036464), programa do centro de pesquisa de engenharia (NRF-2015R1A5A1037668) e programa de fronteira Global (CAMM-2014M3A6B3063708), M.K., S.S., I.K. reconhece o pH.d. Global Bolsas (NRF-2017H1A2A1043204,-2017H1A2A1043322, NRF NRF-2016H1A2A1906519), através da concessão de pesquisa nacional Fundação da Coreia (NRF) financiado pelo Ministério da ciência, TIC e futuro planejamento (MSIP) do governo coreano.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Fresadora de feixe de íons focalizadosFEIHelios Nanolab G3 CX
Sistema de evaporação de feixe eletrônicoCoréia Tecnologia de vácuoKVE-E4000
Microscopia eletrônica de varreduraHitachiSU6600
Microscopia invertidaZeissAxiovert 200
Fonte de luzEXCELITAS TechnologiesX-Cite 110 LED
Filtro de passagemde banda ChromaET405 / 30M
Lente objetivaZeissPlan-ApochromatNA=1.3, câmera
CCD100X AndorZyla 4.2
Bolacha de quartzoCORNINGSílica fundida Corning 7980
Óxido tamponadoJ.T Baker TMJ.T.Baker 5175
PhotoresistAZ eletrônico materiaisGXR-601 PR
Corrosão de cromoSIGMA-ALDRICH651826
AcetonJ.T Baker TMUN1090
Álcool isopropílicoJ.T Baker TMUN1219
Ferramenta de simulação FEMCOMSOL 5.1 Multifísica
etc.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Hyperlens ImagingSuper resolution MicroscopySilver Titanium OxideElectron Beam EvaporationFocused Ion BeamOptical Bandpass FilterReal time ImagingSubdiffraction ImagingNanoparticle ImagingLiving Cell Imaging

Related Articles