Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Hyperspektral avbildning som et verktøy for å studere optisk anisotropi i Lanthanide-baserte molekylære enkeltkrystaller

doi: 10.3791/60826 Published: April 14, 2020

Summary

Her presenterer vi en protokoll for å oppnå selvlysende hyperspektrale bildedata og analysere optiske anisotropifunksjoner av lanthanide-baserte enkeltkrystaller ved hjelp av et Hyperspektralt bildesystem.

Abstract

I dette arbeidet beskriver vi en protokoll for en ny anvendelse av hyperspektral avbildning (HSI) i analysen av selvlysende lanthanide (Ln3+)-baserte molekylære enkeltkrystaller. Som representativt eksempel valgte vi en enkelt krystall av heterodiukleære Ln-baserte komplekset [TbEu(bpm)(tfaa)6] (bpm=2,2'-bipyrimidine, tfaa =1,1,1-trifluoroacetylacetonate) som viser lyse synlige utslipp under UV-eksitasjon. HSI er en ny teknikk som kombinerer 2-dimensjonal romlig avbildning av en selvlysende struktur med spektral informasjon fra hver piksel av det oppnådde bildet. Spesielt hsi på enkeltkrystaller i [Tb-Eu] komplekset gitt lokal spektral informasjon avslørevariasjon av luminescence intensitet på forskjellige punkter langs de studerte krystaller. Disse endringene ble tilskrevet den optiske anisotropien som finnes i krystallen, noe som skyldes den forskjellige molekylære emballasjen til Ln3 + ioner i hver av retningene til krystallstrukturen. HSI heri beskrevet er et eksempel på egnetheten av en slik teknikk for spektro-romlige undersøkelser av molekylære materialer. Likevel, viktigst, denne protokollen kan lett utvides for andre typer selvlysende materialer (for eksempel mikron-størrelse molekylære krystaller, uorganiske mikropartikler, nanopartikler i biologiskvev, eller merkede celler, blant andre), åpner mange muligheter for dypere undersøkelse av struktur-eiendom relasjoner. Til syvende og sist vil slike undersøkelser gi kunnskap som skal utnyttes til prosjektering av avanserte materialer for et bredt spekter av applikasjoner fra bioimaging til teknologiske applikasjoner, for eksempel waveguides eller optoelektroniske enheter.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Hyperspektral Imaging (HSI) er en teknikk som genererer et romlig kart der hver x-y-koordinate inneholder en spektral informasjon som kan være basert på noen form for spektroskopi, nemlig fotoluminescens, absorpsjon og spredning spektroskopi1,2,3. Som et resultat oppnås et 3-dimensjonalt sett med data (også kalt "hyperspektral kube") hvor x-y-koordinatene er de romlige aksene og z-koordinaten er spektralinformasjonen fra den analyserte prøven. z Derfor inneholder hyperspektral kube både romlig og spektral informasjon, noe som gir en mer detaljert spektroskopi av prøven enn tradisjonell spektroskopi. Mens HSI har vært kjent i årevis innen fjernmåling (f.eks. geologi, næringsmiddelindustri4),dukket det nylig opp som en innovativ teknikk for karakterisering av nanomaterialer., 2,,5 eller sonder for biomedisinske applikasjoner3,,6,7,8. Generelt sett er det ikke begrenset til UV/synlig/nær-infrarød (NIR)-domenet, men kan også utvides ved hjelp av andre strålingskilder, for eksempel røntgenstråler – for eksempel for å karakterisere elementær fordeling i forskjellige materialer9 – eller Terahertz-stråling, hvor HSI ble brukt til å utføre termisk sensing i biologisk vev8. Videre har fotoluminescenskartlegging blitt kombinert med Raman kartlegging for å undersøke de optiske egenskapene til monolayer MoS210. Likevel, blant de rapporterte anvendelsene av optisk HSI, er det fortsatt bare noen få eksempler på HSI av lanthanide-baserte materialer11,12,13,14,15,16,17. For eksempel kan vi sitere: påvisning av kreft i vev6, analyse av lys penetrasjonsdybden i biologiskvev7, multipleksed biologisk bildebehandling3, analyse av multikomponent energioverføring i hybridsystemer11, og undersøkelse av aggregeringsinduserte endringer i spektroskopiske egenskaper av oppkonverterende nanopartikler12. Det er klart attraktiviteten til HSI kommer fra egnetheten for å generere kunnskap om miljøspesifikk luminescens, noe som gir samtidig romlig og spektral informasjon om sonden.

Ved å dra nytte av denne kraftige teknikken beskriver vi her i en protokoll for å undersøke den optiske anisotropien til heterodiukleære Tb3+-Eu3+ enkeltkrystall [TbEu(bpm)(tfaa)6] (Figur 1a)13. Den optiske anisotropien som ble observert, skyldes den forskjellige molekylære emballasjen til Ln3+ ionene i de forskjellige krystalllografiske retningene (Figur 1b),noe som resulterer i noen krystallansikter som viser lysere, andre som viser dimmer fotluminescens. Det ble antydet at den økte lysstyrkeintensiteten ved bestemte ansikter av krystallen var korrelert med mer effektiv energioverføring langs de krystalllografiske retningene der Ln3 +··· I3 + ion avstander var den korteste13.

Motivert av disse resultatene foreslår vi etablering av en detaljert metodikk for å analysere optisk anisotropi gjennom HSI, åpne banen for bedre forståelse av ion-ion energioverføringsprosesser og tunable selvlysende egenskaper som stammer fra spesifikk molekylær ordning18,19. Disse struktur-egenskaper relasjoner har blitt anerkjent som viktige aspekter for innovative optiske materialer design inkludert, men ikke begrenset til waveguide systemer og opto-magnetiske lagringsenheter på nano og mikroskala - adressering etterspørselen etter mer effektive og miniatyriserte optiske systemer20.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

FORSIKTIG: Det anbefales å bruke vernebriller som er spesifikke for eksitasjonsbølgelengden som brukes til enhver tid når du bruker imageren.

1. Konfigurasjon av hyperspektralt mikroskop

MERK: En oversikt over det hyperspektrale bildesystemet er gitt i figur 2a, med hovedkomponentene i imageren som beskrives. Bildesystemet kan brukes til påvisning av den synlige eller nesten infrarøde (NIR)-utslippet fra en prøve. Avhengig av hvilken deteksjon som er ønsket (synlig eller NIR), går lyset gjennom to forskjellige lysbaner (Figur 2e). En kombinasjon av forskjellige strålesnuingskuber og dichroic filterkuber (optiske kuber) må plasseres i bestemte posisjoner i instrumentet for å velge den respektive banen.

  1. Strøm på datamaskinen som er koblet til bildesystemet. Slå på datamaskinens skjerm.
  2. Angi riktig optisk kubekonfigurasjon (figur 2b,c).
    MERK: Her beskrives bildeprogrammets konfigurasjon (optisk kubekonfigurasjon) for HSI-tilordning ved hjelp av UV-eksitasjon og synlig utslippsdeteksjon. Det er imidlertid også mulig å endre det for NIR eksitasjon og synlig eller NIR utslipp deteksjon, avhengig av prøven analysert. Se delen Representative Results for et eksempel.
    1. Fra mikroskopstadiet (1 i figur 2a)og etter utslippsstråleveien mot detektorene (3 i figur 2a),la den første posisjonen for en optisk kube (4 i figur 2b) ledig og plassere den konfokale mikroskopoptiske kuben (DFM1-P01) i posisjonen angitt som 5 i figur 2b, slik at utslippet fra prøven er rettet gjennom den synlige lysbanen.
    2. Ser langs den optiske banen mot detektoren, plassere den synlige optiske kuben (CM1-P01), som inneholder dichroic speilet og filtrene for å lede synlig utslipp til deteksjonsbanene, i posisjonen angitt som 6 i figur 2b.
    3. Hvis du fortsetter banen mot detektoren, plasserer du den optiske kuben (DFM1-P01) i den posisjonen som er angitt som 7 i figur 2b for å lede lyset gjennom den synlige lysdeteksjonsbanen. Deretter, etter banen, plasserer du den konfokale spektrometeret optisk kube (DFM1-P01) i posisjon 8 i figur 2c slik at det utsendte lyset når detektoren.
    4. For HSI-tilordningen må du kontrollere detektorspalteåpningen manuelt (9 i figur 2c)for å matche med størrelsen på pinhullene som brukes (rundt 50 mm er optimal).
    5. I PHySpec-programvaren velger du blenderåpningen på pinhullet (5 i figur 3).
      MERK: Jo mindre pinhole blenderåpningen er, desto bedre er HSI-oppløsningen, på bekostning av signalintensitet.
  3. Slå på bredbåndslampen (Figur 2d, innfelt) ved å plassere bryteren (10 i figur 2d)i PÅ-posisjon. For å kontrollere intensiteten på eksitasjonslyset, vri knappen som indikeres av 11 (Figur 2d) til høyere (32 – laveste intensitet) eller lavere verdier (1 – høyeste intensitet). Hold bredbåndslampen lukkeren (12 i figur 2d) lukket under oppsettet.
    MERK: De høyere verdiene tilsvarer høyere dempering av effekttettheten som slippes ut av lampen, mens lavere verdier tilsvarer lavere deming.
  4. Slå på følgende maskinvare i den rekkefølgen som er angitt nedenfor, ved å sette bryterne i PÅ-posisjonen:
    1. Slå på ThorLabs bevegelseskontroller.
    2. Slå på Nikon-strømkilden.
    3. Slå på ASI-kontrolleren.
    4. Slå på Galvo-kontrolleren.
    5. Slå på ProEm-detektoren.
    6. Slå på Bayspec detektoren.
  5. På datamaskinen åpner du PHySpec-programvaren ved å dobbeltklikke på ikonet.
    1. Trykk f8-tasten på tastaturet for å initialisere IMA Upconversion-systemet og klikk på OK-knappen i vinduet Koble til system.
      MERK: Trinn 1.5.1. kan også utføres ved å klikke på System-fanen og deretter klikke på Koble til for å komme til vinduet Koble til system. Deretter kan OK-knappen klikkes for å koble bildesystemet til programvaren.
    2. Kontroller at alle menyer vises på grensesnittet (Fargekamera, ProEm og Bayspec)samt instrumentets kontrollpanel, på venstre side av skjermen, som vist i figur 3.

2. Hyperspektral avbildning av en [TbEu(bpm)(tfaa)6] enkelt krystall

  1. For å forberede prøven, plasser krystallen på et mikroskopiglasslysbilde. I tilfelle det er nødvendig å bruke høyere forstørrelse, dekk krystallen med et tynt deksel glass og fest den med tape, slik at prøven kan plasseres med det tynne dekselet glass vendt mot objektivet linsen.
  2. Plasser glasssklien som prøven er klargjort på mikroskopstadiet, og fest den ved hjelp av metallarmene (figur 4a,b).
  3. Flytt prøven ved hjelp av styrespaken (figur 4c) på ASI-kontrolleren for å plassere prøven over målene som er i bruk.
  4. Plasser høyre filterkube manuelt i hjulet under målene (3 i figur 5)for å velge UV-eksitasjon av lampen og la passere den synlige utslippet mot detektoren.
    MERK: Flere filterkuber er tilgjengelige for bruk enten grønn eller blått lys eksitasjon, og dermed er det viktig å ha riktig filterkube på plass for riktig eksitasjonsbølgelengde.
  5. Plasser 20X-målet manuelt (indikert av 5 i figur 5)under prøven og trykk på den hvite knappen (6 i figur 5)på venstre side av mikroskopet for å slå på det hvite lyset.
    1. Juster lysstyrken ved å dreie knappen under den hvite lysstrømknappen (7 i figur 5).
  6. I PHySpec-programvaren trykker du på Play (video)-knappen på fargekameravinduet, noe som vil føre til at en live-skanning er i PHySpec-programvaren.
    1. Hvis fargekameravinduet viser et svart bilde, øker du eksponeringstiden (2 i figur 3) og/eller gevinstverdien (3 i figur 3)som finnes i instrumentets kontrollpanel, under fargekamerafanen. Hvis bildet som vises er for lyst, reduserer du eksponeringstiden og/eller får verdi.
    2. Kontroller at foroverknappen på høyre side av mikroskopet (2 i figur 5)er satt til R for å sende 20 % av signalet til kameraet/kikkerten og 80 % av signalet til detektoren.
  7. Fokuser på prøven ved å justere avstanden mellom målet og scenen (Figur 4b). Dette gjøres ved å dreie knottene som vises i figur 4d på høyre side av mikroskopet.
    MERK: Den større knotten brukes til grove justeringer, mens den mindre knotten er for mer delikate og små fokusendringer.
  8. Kontroller at det manuelt valgte målet også er valgt på programvaren. Først klikker du på Vis-knappen i den øverste menylinjen, og deretter klikker du en Vis/ skjul skalalinje for å vise skalalinjen på bildet (1 i figur 3). Deretter går du til Galvanometer-fanen i instruksjonskontrollpanelet og velger målet som brukes (4 i figur 3). Kontroller at den viste skaleringen er riktig ved å velge riktig mål i programvaren.
  9. I programvaren velger du riktig detektor ved å gå til kategorien Viderekobling (ProEM – 6 i figur 3)og rister ved å gå til kategorien Filter (1200 gr /mm i tilfelle ProEM - 7 i figur 3) under SpectraPro SP-2300-fanen .
  10. Åpne bredbåndslampelukkeren (12 i figur 2)slik at UV-eksitasjonen av prøven kan finne sted. Vri intensitetsknappen (11 i figur 2d) til ønsket posisjon (f.eks. 8 – middels intensitet) for å kontrollere intensiteten til eksitasjonen for bredbåndslampen (UV).
    1. Hvis du vil velge mellom bred feltbelysning (åpen blenderåpning) eller en mindre flekkbelysning (mer lukket blenderåpning), kontrollerer du størrelsen på UV-lampefeltblenderen ved hjelp av pinnen og knottene som vises i 4 i figur 5.
  11. Velg en bølgelengde under kategorien SpectraPro SP-2300 for å observere prøveutslippet.
  12. Hvis utslippsbølgelengdene til prøven er ukjent, må du skaffe et utslippsspektrum.
    1. I sequenceren klikker du på + -tegnet for å legge til en ny sekvens ("node") for oppkjøp av et utslippsspektrum.
      1. Klikk på Spektrometer og deretter Spectrum Acquisition (med spektral skanning).
      2. Skriv inn en minimum bølgelengde (dvs. 400 nm) og en maksimal bølgelengde (dvs. 700 nm) og klikk OK for å angi spektralområdet der spekteret skal registreres.
      3. Velg tilstrekkelig eksponeringstid i menyen til venstre på programvaren. Velg kortere tider (f.eks. 0,1 s) for svært lyse prøver og lengre tider (f.eks. 2 s) for dim emittere.
      4. Juster eksitasjonskraften ved bredbåndslampe (UV) eksitasjon (se trinn 1.3 ovenfor).
        MERK: Ved NIR-diodeeksitasjon kan den justeres fra rullegardinmenyen Nøytral tetthet på venstre side av PHySpec-programvaren.
    2. På sequenceren klikker du på dobbelavspillingsknappen for å kjøre hele sekvensen. Når spekteret er vist, vær oppmerksom på regionene av interesse for påvisning av prøveutslippet(f.eks. 580 til 640 nm i tilfelle Tb3+- og Eu3 +-baserte prøver).
    3. Optimaliser etter behov signaldeteksjon ved enten å endre fokuspå prøven eller ved å justere eksponeringstiden i PHySpec-programvaren. Oppnå ytterligere optimalisering av signaldeteksjon gjennom økningen av prøveutslippsintensiteten ved å endre kraften til eksitasjonskilden (bredbåndslampe), som beskrevet ovenfor.
  13. Juster eksponeringstiden (f.eks. 0,5 s – 2 i figur 3) og forsterkning (3 i figur 3)av fargekameraet tilsvarende for å få et bilde av god kvalitet. Hvis det er nødvendig, legger du til skalalinjen på bildet ved å klikke på knappen Vis/skjul skalalinjen i den andre raden i menyen øverst i PHySpec-programvarevinduet.
  14. Anbefaling: Før du anskaffer hyperspektral kube, ta opp et lyst felt optisk mikroskopibilde av krystallen under hvitt lys (Figur 6a) og/eller UV full (Figur 6b) eller begrenset (Figur 6c) belysning (UV-belysning kontrollert av lukkeråpningen, vist som 4 i figur 5). For å gjøre dette, med prøven i fokus, klikk på avspillingsknappen på fargekameraet.
  15. Klikk på Fil og deretter Eksporter vindusvisning, velg ønsket format for å eksportere det oppnådde bildet, og lagre filen med ønsket forlengelse (.h5, . JPEG).
  16. Før du anskaffer det hyperspektrale bildet, slå av det hvite lyset belysning samt romlyset.
  17. For å få tak i hyperspektral kube, skriv en ny sekvens. Derfor, i sequencer, klikk på + tegn for å legge til en ny node.
    1. Klikk på Confocal Imager.
      1. Klikk på Multi-Spectrum Acquisition. Her defineres ønsket synsfelt av antall punkter som skal anskaffes i x- og y-retningene og trinnstørrelsen. Bruk for eksempel 100 poeng i x og 100 poeng i y med en trinnstørrelse på 5 μm for å få et bilde på 500 x 500 μm.
        Merk: Det totale antallet anskaffelsespunkter og integreringstiden på hvert punkt vil direkte påvirke den totale anskaffelsestiden til hyperspektral kuben.
        1. Skriv inn ønsket X-posisjon (f.eks. 100) og Y-posisjon (f.eks. 100) teller samt ønsket trinnstørrelse (f.eks. 5 μm). Velg maskinvarealternativet for kamerasynkroniseringen, for synlig utslippstilordning (og programvarealternativ i tilfelle NIR-gjenkjenning). Klikk OK.
  18. I sequenceren klikker du på den nylig tilføyde Multi-Spectrum Acquisition-linjen for å markere noden.
  19. Klikk spill av-knappen for å kjøre den valgte noden.
    MERK: Gjenværende tidspunkt som oppkjøpet vil ta, vises ved siden av noden (i minutter, f.eks. 28 min).
  20. Når oppkjøpet er fullført, lagrer du hyperspektral kuben i riktig filformat (.h5).

3. Hyperspektral dataanalyse

  1. Rett etter oppkjøpet, hvis den lagrede hyperspektrale kuben ikke åpnes automatisk i programvaren, gjenopprette hyperspektral kube, som ble lagret som .h5 fil, ved å klikke på Fil i den øverste menylinjen og deretter svever markøren og klikk på Åpne fil.... Når vinduet med tittelen Velg data (er) for å åpne dukker opp, velg mappen der .h5 filen er lagret og dobbeltklikk på filen for å åpne den.
  2. Når hyperspektral kubefilen er importert, endrer du det viste hyperspektrale kubebildet for å vise intensiteten til en bestemt spektral bølgelengde ved å flytte linjen på toppen av kubebildet til venstre (nedre bølgelengde, for eksempel 580 nm) eller høyre (høyere bølgelengde, f.eks. 638 nm).
    MERK: Den valgte bølgelengden vises i venstre side av denne øvre linjen (1 i figur 7).
  3. Etter å ha valgt bølgelengden av interesse for analysen (f.eks,maksimal intensitet, som i tilfelle av [TbEu(bpm) (tfaa)6] er 613.26 nm), gjør en (eller alle) av de tre mulige typer spektral analyse: (A) spektralfordelingen i form av et bilde (2 i figur 7); (B) en utslippsintensitetsprofil på tvers av en interesseregion (3 i figur 7); (C) utvinning av et spektrum på et bestemt punkt eller interesseområde (4 i figur 7).
    1. Hvis spektralfordelingen fra et bilde, bruker du Beskjærings- og papirkurven-funksjonen for å øke signal-til-støy-forholdet i bildet. Hvis du vil gjøre det, klikker du på den øverste menyen Behandling og deretter Data og deretter alternativet Beskjær og hylle.
    2. For en utslippsintensitetsprofil høyreklikker du på kubebildet og velger Opprett mål- eller Opprett X-profilen eller Opprett Y-profilen, avhengig av om bare ett punkt (Mål - 5 og 6 i figur 7) eller en linje (Profil - 7 og 8 i figur 7) må analyseres. Velg analyseområdet ved å dra målet, den vannrette eller loddrette linjeprofilen med markøren og flytte den over kuben.
      1. Når profilen er riktig valgt, høyreklikker du på området og velger Legg til mål i graf. Velg alternativet for å opprette en ny grafy for å vise utslippsintensiteten ( y-aksen) som en funksjon av målets fysiske posisjon (x-aksen). Spekteret vises på den nye grafen som ble satt inn (6 og 7 i figur 7).
        MERK: Flere mål kan opprettes, og disse vises som forskjellige fargede utslippsprofiler (5 og 6 i figur 7).
    3. Alternativt kan du få et utslippsspektrum av et bestemt område av prøven (9 i figur 7). Til å begynne med holder du markøren over kubebildet og høyreklikker. Klikk på alternativene Rektangelvalg eller Ellipsevalg i kategorien som dukker opp.
      1. Tegn markeringsfiguren (f.eks. et rektangel) over ønsket område ved å klikke og dra markøren over kuben. Når området er riktig valgt, høyreklikker du på området og velger Legg til merket i grafen.
      2. I det vises vinduet Legg til i graf, velger du Opprett en ny graf for å vise utslippsspektra for målet og klikke OK.
        MERK: En ny farget linje (8 i figur 7)vises på grafen der målutslippet vises, med utslippsintensiteten som y-aksen og bølgelengden på x-aksen. Dette spekteret tilsvarer den gjennomsnittlige intensiteten til det valgte området for hver bølgelengde.
  4. Når spekteret er oppnådd, lagre r enn før du velger et nytt område fordi bare én region kan velges om gangen. Hvis du vil gjøre dette, velger du vinduet der inneholder grafen. Velg Lagre som Fil-menyen, og velg å lagre grafen i den valgte mappen ved hjelp av navnet på valget, enten i .h5-format, som kan åpnes i PHySpec-programvaren, eller i CSV-format, som kan importeres i Excel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

For å illustrere konfigurasjonen av hyperspektralt mikroskop for datainnhentingen på en Ln-basert, molekylær enkeltkrystall (dvs. [TbEu(bpm) (tfaa)6], Figur 1a), Figur 2 viser en oversikt over systemet samt riktig plassering av de optiske kuber i oppsettet. Figur 3 viser et skjermbilde av PHySpec-programvaren som inneholder menyene som ble brukt under HSI-oppkjøpet. Figur 4 og figur 5 viser mikroskopstadiet i større detalj, inkludert plassering av glasslysbildet som inneholder prøven som skal analyseres. Den valgte UV-belysningen ble slått på for å vise den synlige røde luminescensen til krystallen (figur 4a og 1 i figur 5). Figur 6a viser et lyst feltbilde av krystallen som er registrert etter justering av prøven i riktig fokus. Den nållignende morfologien til krystallen kan tydelig ses. Figur 6b,c viser bildet av samme krystall under UV-eksitasjon med enten full visning (figur 6b) eller lokalt begrenset (figur 6c) belysning. Under den brede UV-belysningen er forskjellene i utslippslysstyrke fra de forskjellige ansiktene i krystallen umiddelbart synlige. Den begrensede belysningen kan brukes som et alternativ, hovedsakelig for å undersøke eventuelle effekter av energi eller lysoverføring i krystallen, noe som kan utløse waveguide-lignende oppførsel. I dette tilfellet oppdages en sterk utslipp på et punkt som ikke er direkte under eksitasjon. Dette tyder på at effektiv energimigrasjon foregår gjennomkrystall13 (5 og 6 i figur 7).

Fra den oppkjøpte hyperspektrale kuben er det videre mulig å oppnå spektralfordelingen i form av et bilde som representerer en bestemt bølgelengde, intensitetsprofilen til en bestemt utslippsbølgelengde, samt utslippsspektraet på en piksel eller område av den oppkjøpte hyperspektrale kuben. Som et eksempel viser utslippsspektra gitt i figur 7 (panel 4) de mest karakteristiske utslippsbåndene i Eu3+ ion: båndet observert ved 590 nm er tildelt den magnetiske dipole (MD) 5D07F1 overgang av Eu3 +, mens utslipptoppene i regionen fra 610 til 630 nm stammer fra den overfølsomme tvungen elektrisk dipole (ED) 5D07F2 Eu+ overgang. Forholdet mellom den integrerte intensiteten av disse to overgangene er godt kjent for å være en utmerket sonde av det kjemiske miljøet rundt Ln3 + ion i strukturen av enkeltkrystall21: jo lavere symmetri rundt Ln3 + ion, jo større er ED / MD-forholdet. Dette gjør det mulig å trekke konklusjoner om symmetrikarakteren til det kjemiske miljøet i Ln3 + ion. Videre kan Stark splitting av 5D07F2-overgangen også korreleres med symmetrien rundt Ln3 + i sitt krystallografiske miljø - jo lavere symmetri, jo høyere er antall Stark-undernivåer. I tilfelle av nål-lignende polymorph krystallisert i lav symmetrisk triclinic krystallsystem, 5D07F2 overgangen deler seg i fire sub-topper (spectra vist i figur 7, panel 4). En slik analyse er spesielt tiltalende når du sammenligner de optiske egenskapene til flere polymorfer av en selvlysende krystall. Vi har tidligere vist at informasjonen om det kjemiske miljøet utledet fra den optiske analysen korrelert godt med molekylær krystallstruktur oppnådd av enkelt krystall røntgenanalyse13. Videre kan spektralprofilen langs de forskjellige krystallansiktene som vises i figur 7 (panel 3), noe som indikerer lysere utslipp på spissen og sideflatene, også korrelert med Ln3 +··· Ln3+ ion avstander i de tre romlige retninger (Figur 1b): tetteren Ln3 + pakking langs aksene vinkelrett på spissen og sideansikter, henholdsvis favorisere ion-ion energioverføring. Derfor observeres utslippsforbedring i de respektive ansiktene, og dermed optisk anisotropi.

Samlet sett utgjør de ulike alternativene for dataanalyse, vist i figur 7 og figur 8,de viktigste funksjonene i den kombinerte spektroskopiske og romlige informasjonen, som er mulig å bli utforsket av HSI-analyse av selvlysende prøver.

Figure 1
Figur 1: Molekylær struktur og krystallografisk arrangement. (a) Struktur av heterodinuclear Ln-basert kompleks [TbEu(bpm) (tfaa)6], hvor Ln1 og Ln2 er Tb3 + og Eu 3+ ioner. Uordengrupper og hydrogenatomer utelates for klarhet. Fargekode: Eu: mørk cyan; C: grå; O: rød; N: blå; F: lime grønn. (b) Representasjon av molekylær pakking i krystallen: (i) toppvisning og (ii) tipsvisning av den nålelignende enkeltkrystallstrukturen med valgt intermolekylær og intramolekylær ln··· I avstander (tfaa underenheter og hydrogenatomer utelates for klarhet). (iii) Krystallpakking av [TbEu(bmp)(tfaa)6] dimers (hydrogenatomer utelates for klarhet). (iv) Diagram over krystallvekstansiktene til dimeren som avslører den korteste Ln··· Ln avstander i (0 1 0) og (2 -1 1) krystalllografiske retninger. Figuren er endret fra referanse 13. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Oversikt over Hyperspektral bildesystem. Vist er konfigurasjonen som kreves for luminescenskartlegging i det synlige spektralområdet ved hjelp av UV-eksitasjon. (a) Generell visning av systemet, hvor 1 er mikroskopstadiet, 2 er delen som inneholder den optiske konfigurasjonen, og 3 er spektrometeret med synlige og NIR detektorer. (b) Åpen visning av det optiske oppsettet nær mikroskopstadiet (høyre side av a) som viser den optiske konfigurasjonen for eksperimentet: optisk kubeposisjon 4 forblir tom og den konfokale mikroskopkuben er plassert i posisjon 5 for å rute lyset gjennom den synlige banen, den synlige kuben plasseres i posisjon 6 for å lede det synlige lyset til deteksjonsbanen, og den konfokale pinholekuben er plassert i posisjon 7 for å rute lyset til den synlige deteksjonsbanen. (c) Åpen visning av det optiske oppsettet nærmere detektorene (venstre side av a), som viser posisjon 8, der konfokalspektrometerkuben cube er plassert for å reflektere lys til spektrometeret og synlig kamera. Innfelt 9 viser skruen for å justere åpningsbredden på spektrometerspalten. (d) Visning av mikroskopstadiet, datamaskinen og bredbåndslampen (brukes til UV-eksitasjon) kontroller. I innfelt vises bredbåndslamperegulatoren med flere detaljer: 10 er av/på-knappen, 11 er knappen for å kontrollere lampens intensitet, og 12 er utløserknappen. (e) Ordningen som viser den synlige/ NIR optiske banen fra mikroskopstadiet til detektorene, inkludert de optiske kubeposisjonene fra 4 til 8. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Skjermbilde av PHySpec-programvaren som viser menyen med parametrene som skal justeres for HSI. 1 gjør det mulig å sette inn skalalinjen i fargekamerabildet; 2 og 3 tillater å kontrollere eksponeringstid og få verdi av fargekameraet, henholdsvis; riktig objektive objektiv må velges i 4; 5 tillater valg av blenderåpningen av pinhole; 6 (Videreleder) og 7 (filter) gjør det mulig å velge detektor og rist, henholdsvis; eksponeringstiden for den synlige detektoren er satt inn i 8. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Generell visning av mikroskopstadiet. (a) Plassering av glasslysbildet som inneholder prøven på scenen, med UV-belysningen PÅ som viser prøvens røde luminescens (liten rød prikk i midten av glasslysbildet). (b) Visning av mikroskopstadiet med det hvite lysbelysningskondensatoren på toppen. (c) Scenekontroller som viser styrespaken som styrer bevegelsen av scenen i instruksjonene som indikeres av oransje og gule piler (også vist i (a). (d) Detaljert visning av fokusknappen, som beveger scenen i instruksjonene som indikeres av den røde pilen (også vist i (b)). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 5
Figur 5: Komponentene i mikroskopstadiet. 1 mikroskoptrinn med prøven på glasslysbildet plassert på prøvestadiet på toppen av objektivlinsene; 2 hjul for å justere fokus (stort hjul) og for å lede den fangede utslipp (lite hjul) enten bare til detektoren (L), delvis til detektoren og delvis til kameraet (R), eller utelukkende til kikkertlinsene (øye); 3 eksitasjons-/utslippsfiltre hjulet som brukes til å velge eksitasjonbølgelengdeområdet. Detaljene til høyre viser filterkuben som holder UV-filteret og langpassfilteret som brukes i dette eksperimentet; 4 i toppen/bunnen viser knottene for å flytte eksitasjonsstrålen gjennom prøven, mens den sirkulære feltblenderkontrollen er i mellom. 5 objektive linser; 6 PÅ/AV-knappen på det hvite lyset belysning; 7-knappen for å justere lysstyrken på den hvite lyslampen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 6
Figur 6: Optiske mikroskopibilder av den analyserte enkeltkrystallen. Disse bildene ble innhentet under (a) hvitt lys belysning, (b) full-view UV-belysning, ved hjelp av eksitasjon sirkulær blenderåpning helt åpen, og (c) lokalt begrenset UV-belysning (preget av den hvite sirkelen), ved hjelp av en nærmere eksitasjon sirkulær blenderåpning. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 7
Figur 7: Skjermbilde av PHySpec-programvaren som viser hyperspektral kubedataanalyseprosessen. Ulike spektrale analysemetoder kan brukes på den oppkjøpte hyperspektrale kuben: 1 viser bølgelengden som ble valgt for spektral bildefordelingvist i 2; 3 viser 613,26 nm horisontale (7) og vertikale (8) intensitetsprofiler; 4 viser utslippsspektra hentet fra målene 5 og 6, samt fra området som er uthevet i 9. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 8
Figur 8: Alternativ anvendelse av HSI som undersøker synergien mellom oppkonverterende nanopartikler og lanthanidekomplekser. Dette eksemplet viser hyperspektralanalyse av et hybridsystem bestående av molekylære krystaller ([Tb2(bpm)(tfaa)6]) kombinert med oppkonvertering av nanopartikler (NaGdF4:Tm3+Yb3+). (a) Fotomikrografer under hvit og UV-lysbelysning sammen med regionen av interesse (ROI) som brukes til hyperspektral avbildning under 980 nm lysbestråling. (b) Tm3+ og indirekte Tb3+ utslipp overvåket over et område på 20 x 20 μm2. (c) Variasjon av den absolutte intensiteten til utslippsbåndene svingte gjennom hele hybridsystemet som indikerer noe variabilitet i den totale mengden materiale som distribueres over overflaten. (d) Sammenhengen mellom det integrerte utslippet til komplekset vs. Tm3+: 1G43H6 (firkanter) og Tm3+: 1G43F4 (sirkler) bekreftet samtidig tilstedeværelse av de to moieties i hele hybridsystemet og homogen interaksjon mellom dem. Skalabarer er 20 μm i fotomikrografene og 5 μm i ROIer og spektrale kart. Fotomikrografer presenteres i ekte farger. Figuren er endret fra referanse 11. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Den hyperspektrale bildeprotokollen her beskrevet gir en enkel tilnærming som gjør det mulig å få spektroskopisk informasjon på nøyaktige steder av prøven. Ved hjelp av det beskrevne oppsettet kan romlig oppløsning (x og y-tilordning) nå ned til 0,5 μm, mens spektraloppløsningen kan være på 0,2 nm for kartleggingen på det synlige området og 0,6 nm for NIR-området. y

For å gjennomføre hyperspektral kartlegging på en enkelt krystall, følger prøveforberedelse en enkel prosedyre: krystallen kan bare plasseres på et glassmikroskopilysbilde, dekket av et dekselglass etter behov. Å fokusere prøven ved hjelp av de riktige objektive linsene og det lyse feltbildet på Fargekamera-oppsettet i programvaren er et svært viktig skritt under pre-analysestadiet for å oppnå best løste hyperspektrale bilder. Vanligvis oppnås høyere utslippsintensiteter når prøven er godt fokusert. Når dette er gjort, vil valget av parametrene for analysen som x og y teller, og trinnstørrelsen dikterer synsfeltet og romlig prøvetaking, henholdsvis av den oppnådde hyperspektrale kuben. Målets numeriske blenderåpning og eksitasjons-/utslippsbølgelengdene dikterer imidlertid det virkelige volumet av prøven som undersøkes på hvert oppkjøpspunkt. For eksempel, for målet som brukes i denne studien, med numerisk blenderåpning (NA) på 0,4, og ved hjelp av eksitasjon i UV spektralområdet (390 nm), har det fokuserte laserpunktet en størrelse på ca. 0,6 x 0,6 μm i x- og y-retningen. Størrelsen på laserpunktet ble beregnet ved hjelp av nettstedet (https://www.microscopyu.com/tutorials/imageformation-airyna, nås på Sep. 26, 2019). Hvis den valgte trinnstørrelsen er større enn romlig prøvetaking, kan man faktisk prøveidet et område som er mindre enn det som er gitt av trinnstørrelsen. Hvis prøven er homogen, kan det hende at undersampling ikke er et problem. Likevel, hvis romlige variasjoner i prøven er viktige å oppdage, oppnås optimal prøvetaking med en trinnstørrelse satt til halvparten av størrelsen på laserstrålen på prøven. Den valgte eksponeringstiden og intensiteten til UV-valgt belysning vil kontrollere intensiteten til det oppnådde spektra. Slike parametere varierer fra prøve til prøve, avhengig av utslippsintensiteten og følsomheten mot UV-eksitasjon.

På dette punktet kan de kritiske trinnene i protokollen vises som: justeringen av det optiske systemet, riktig plassering av optiske kuber, regulering av den sirkulære blenderåpningen til eksitasjons- og detektorspalteåpningene, valg av pinhole, fokus på prøven i fargekameraet ved hjelp av de riktige objektive linsene, intensiteten av bredbåndslampen og riktig valg av den lange passfilterkuben (slik at UV-eksitasjon) , samt valg av riktig trinnstørrelse og eksponeringstid som nevnt ovenfor. Til slutt må romlysene være av i løpet av hele tiden av hyperspektral kubeoppkjøpet.

Ved dårlig signaldeteksjon enten med fargekameraet eller spektrometeret, bør feilsøkingen av teknikken omfatte å sjekke nøye hver av de kritiske trinnene som er gitt ovenfor, før du starter hyperspektral kubeoppkjøpet. Konfigurasjonen av utgangssignalet på mikroskopstadiet er også viktig. De tre mulige konfigurasjonene er: øye (100 % av utgangssignalet sendes til mikroskopkikkertbraketten), L (100 % av utgangssignalet sendes til detektorene) og R (80 % av utgangssignalet sendes til detektorene og 20 % til mikroskopkikkanten). Under hyperspektral kubeoppkjøpet må R- eller L-konfigurasjonen brukes. Hvis alle de ovennevnte parametrene er riktig valgt, kan høyoppløselig romlig og spektral informasjon om prøven oppnås.

Noen mulige modifikasjoner av teknikken heri beskrevet kan eksemplifiseres av hyperspektral avbildning av andre systemer, for eksempel selvlysende mikropartikler14 eller optiske hybridsystemer som består av molekylære krystaller kombinert med oppkonvertering av nanopartikler (Figur 8)11. I disse eksemplene ble NIR-laserdioden (980 nm) brukt som eksitasjonskilde, og erstattet UV-eksitasjon, samtidig som den ble oppdaget den genererte synlige utslippet. I sistnevnte eksempel på hybridsystemet avslørte HSI homogeniteten til hybridfilmer som kombinerer oppkonvertering av nanopartikler (NaGdF4:Tm3+Yb3+) og [Tb2(bpm) (tfaa)6] krystaller til et multibølgelengderesponsivt isotropisk system, som viser energioverføring mellom materialer og molekyler ( Figur8)11. Videre, ved hjelp av InGaAs detektor av systemet, blir påvisning av utslipp i NIR spektralregionen (1000 til 1700 nm) mulig. Dette er av særlig interesse når du søker undersøkelse av NIR-baserte optiske sonder for biomedisinske applikasjoner3. I dette tilfellet må den optiske kuber konfigurasjonen av systemet (Figur 2e) angis for NIR banen. Ved NIR-eksitasjon-NIR-utslipp blir en av begrensningene i hyperspektral teknikken her beskrevet tydelig: som bølgelengdeavhengig, er spektraloppløsningen i NIR-regionen lavere enn for synlig deteksjon, det vil si ca. 0,6 nm (vs. 0,2 nm). Videre, for sub-1 μm funksjoner, i for eksempel mindre molekylære krystaller, nanopartikler eller hybridsystemer, blir den romlige oppløsningen, som dikteres av systemkonfigurasjonen (mål som brukes og eksitasjon / utslipp bølgelengder), en annen potensiell begrensning.

Til slutt, (uavhengig av det valgte HSI-konfigurasjonen og bølgelengderegimet) kan datamanipulasjonen gjøres enten med instrumentets programvare eller, som vist for spektralprofilene, kan eksporteres for å bli analysert i andre programvarepakker som Origin® eller Microsoft Excel. I vårt eksempel ble krystallens optiske anisotropi umiddelbart avslørt på fargekamerabildet, nemlig av den sterke intensitetsvariasjonen langs de forskjellige krystallansiktene. Videre, under den brede UV-eksitasjonen, oppnås forskjellige utslippsintensiteter avhengig av hvilket ansikt som analyseres (Figur 7). Muligheten til å oppnå utslippsintensitetsprofilen i ulike interessepunkter ved krystallen (mål i figur 7)gjør det videre mulig å studere variasjon i utslippsintensitet og, hvis det er tilstede, også i spektral form. Den blokklignende polymorph av [TbEu(bpm) (tfaa)6] utgjør et eksempel der to krystallansikter viste like høye utslippsintensiteter og en lavere utslippsintensitet for den tredje13. Expending på dette, i tilfelle av et system uten anisotropi, utslipp intensiteten ville være den samme for alle krystall ansikter.

Komplementære metoder for å sondere optisk anisotropi er for eksempel relatert til tilstedeværelsen av polarisert utslipp fra en prøve. Disse inkluderer polariseringsminne eller spektroskopisk ellipsommetri. Den første består i sammenhengen mellom polariseringstilstanden til lyset som slippes ut av materialet med polariseringstilstanden til hendelsen eksitasjonslys,22,23 mens sistnevnte måler endringen i polariseringstilstanden til lyset etter å ha blitt reflektert skråt av en tynn prøvefilm24. En fordel med å bruke hyperspektral avbildning som et verktøy for sondering av optisk anisotropi, som vist her, kommer med det faktum at tilstedeværelsen av polarisering ikke er et krav for prøveanalyse. Videre krever prøvepreparatet ikke fabrikasjon av tynne filmer, verken en veldig forsiktig orientering av krystallen med hensyn til hendelsen og samlet lys. Disse aspektene gjør teknikken til HSI potensielt mer utbredt. Videre visualiseres de anisotropiske funksjonene umiddelbart ved bildeinnhenting, og dataanalyse er grei (som eksemplifisert ovenfor).

Med tanke på et bredere omfang kan betydningen av HSI-teknikken tilskrives sin unike karakteristikk for å kjerne det optiske signalet med miljøavhengige funksjoner. For eksempel er slik tilkobling avgjørende for å forbedre forståelsen av nano-bio interaksjoner3,15,16 i det voksende feltet nanomedisin eller til og med å forstå strukturegenskaper forhold i materialvitenskap10,11,12,13. Som sådan kan fremtidige potensielle anvendelser av den heri beskrevne teknikken kalles, men ikke å være begrenset til: analyse av biologiske prøver in vitro, ex vivo og in vivo utfører kartlegging av molekyler av biologisk interesse4,6, tilpasning av mikroskopstadiet for å studere miljøspesifikke opto-elektroniske egenskaper (f.eks. prøver innebygd i elektriske kretser), optisk temperatur sensing8,15 (ved å legge til en temperaturkontroller til mikroskopstadiet) eller gasssensing (ved å tilpasse et gasskammer til mikroskopet til scenen). HSI har videre blitt vist som egnet for fluorescens eksitasjonteknikker i stedet for fluorescensutslipp25. Et godt eksempel på bruk av denne spesielle hyperspektrale teknikktilpasningen er påvisning av kreftceller i biologisk vev6. Følgelig har protokollen her beskrevet potensial til å bli i stor grad utvidet til studiet av spektroskopiske trekk ved mange forskjellige typer selvlysende strukturer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre. Forfatterne har ingen konkurrerende økonomiske interesser.

Acknowledgments

Forfatterne takker Mr. Dylan Errulat og prof. Muralee Murugesu fra Institutt for kjemi og biomolekylære vitenskaper ved University of Ottawa for levering av [TbEu(bpm) (tfaa)6] enkeltkrystaller. E.M.R, N.R., og E.H. anerkjenner takknemlig den økonomiske støtten fra University of Ottawa, Canadian Foundation for Innovation (CFI) og Natural Sciences and Engineering Research Council Canada (NSERC).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Microscope glass slides FisherBrand 12-550-15 Glass slides used for sample preparation
Visible and Near Infrared Hyperspectral Confocal Imager PhotonETC Microscope used for the analysis, builted according to the user needs, therefore it is no catalog number

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. ElMasry, G., Sun, D. W. Principles of Hyperspectral Imaging Technology. Hyperspectral Imaging for Food Quality Analysis and Control. 3-43 (2010).
  2. Dong, X., Jakobi, M., Wang, S., Köhler, M. H., Zhang, X., Koch, A. W. A review of hyperspectral imaging for nanoscale materials research. Applied Spectroscopy Reviews. 54, (4), 285-305 (2019).
  3. Yakovliev, A., et al. Hyperspectral Multiplexed Biological Imaging of Nanoprobes Emitting in the Short-Wave Infrared Region. Nanoscale Research Letters. 14, (243), 1-11 (2019).
  4. Cheng, W., Sun, D. W., Pu, H., Wei, Q. Heterospectral two-dimensional correlation analysis with near-infrared hyperspectral imaging for monitoring oxidative damage of pork myofibrils during frozen storage. Food Chemistry. 248, 119-127 (2018).
  5. Liu, Y., Liu, L., He, Y., Zhu, L., Ma, H. Decoding of quantum dots encoded microbeads using a hyperspectral fluorescence imaging method. Analytical Chemistry. 87, (10), 5286-5293 (2015).
  6. Leavesley, S. J., et al. Colorectal cancer detection by hyperspectral imaging using fluorescence excitation scanning. Optical Biopsy XVI: Toward Real-Time Spectroscopic Imaging and Diagnosis. 10489, (2018).
  7. Zhang, H., Salo, D., Kim, D. M., Komarov, S., Tai, Y. -C., Berezin, M. Y. Penetration depth of photons in biological tissues from hyperspectral imaging in shortwave infrared in transmission and reflection geometries. Journal of Biomedical Optics. 21, (12), 126006 (2016).
  8. Naccache, R., et al. Terahertz Thermometry: Combining Hyperspectral Imaging and Temperature Mapping at Terahertz Frequencies. Laser and Photonics Reviews. 11, (5), 1-9 (2017).
  9. Jacques, S. D. M., Egan, C. K., Wilson, M. D., Veale, M. C., Seller, P., Cernik, R. J. A laboratory system for element specific hyperspectral X-ray imaging. Analyst. 138, (3), 755-759 (2013).
  10. Birmingham, B., et al. Probing the Effect of Chemical Dopant Phase on Photoluminescence of Monolayer MoS2 Using in Situ Raman Microspectroscopy. Journal of Physical Chemistry C. 123, (25), 15738-15743 (2019).
  11. Marin, R., et al. Harnessing the Synergy between Upconverting Nanoparticles and Lanthanide Complexes in a Multiwavelength-Responsive Hybrid System. ACS Photonics. 6, (2), 436-445 (2019).
  12. Gonell, F., et al. Aggregation-induced heterogeneities in the emission of upconverting nanoparticles at the submicron scale unfolded by hyperspectral microscopy. Nanoscale Advances. 1, 2537-2545 (2019).
  13. Errulat, D., Gabidullin, B., Murugesu, M., Hemmer, E. Probing Optical Anisotropy and Polymorph-Dependent Photoluminescence in [Ln2] Complexes by Hyperspectral Imaging on Single Crystals. Chemistry - A European Journal. 24, (40), 10146-10155 (2018).
  14. Panov, N., Marin, R., Hemmer, E. Microwave-Assisted Solvothermal Synthesis of Upconverting and Downshifting Rare-Earth-Doped LiYF4 Microparticles. Inorganic Chemistry. 57, (23), 14920-14929 (2018).
  15. Debasu, M. L., Brites, C. D. S., Balabhadra, S., Oliveira, H., Rocha, J., Carlos, L. D. Nanoplatforms for Plasmon-Induced Heating and Thermometry. ChemNanoMat. 2, (6), 520-527 (2016).
  16. Nadort, A., et al. Quantitative Imaging of Single Upconversion Nanoparticles in Biological Tissue. PLoS ONE. 8, (5), 1-13 (2013).
  17. Sava Gallis, D. F., et al. Tunable Metal-Organic Framework Materials Platform for Bioimaging Applications. ACS Applied Materials and Interfaces. 9, (27), 22268-22277 (2017).
  18. Varghese, S., Das, S. Role of molecular packing in determining solid-state optical properties of π-conjugated materials. Journal of Physical Chemistry Letters. 2, (8), 863-873 (2011).
  19. Yan, D., Evans, D. G. Molecular crystalline materials with tunable luminescent properties: From polymorphs to multi-component solids. Materials Horizons. 1, (1), 46-57 (2014).
  20. Mu, S., Oniwa, K., Jin, T., Asao, N., Yamashita, M., Takaishi, S. A highly emissive distyrylthieno[3,2-b]thiophene based red luminescent organic single crystal: Aggregation induced emission, optical waveguide edge emission, and balanced ambipolar carrier transport. Organic Electronics: Physics, Materials, Applications. 34, 23-27 (2016).
  21. Binnemans, K. Interpretation of europium(III) spectra. Coordination Chemistry Reviews. 295, 1-45 (2015).
  22. Koyama, H., Fauchet, P. M. Anisotropic polarization memory in thermally oxidized porous silicon. Applied Physics Letters. 77, (15), 2316-2318 (2000).
  23. Kushida, T., Takushi, E., Oka, Y. Memories of photon energy, polarization and phase in luminescence of rare earth ions under resonant light excitation. Journal of Luminescence. 12-13, 723-727 (1976).
  24. Onuma, T., et al. Spectroscopic ellipsometry studies on β-Ga2O3 films and single crystal. Japanese Journal of Applied Physics. 55, (12), (2016).
  25. Favreau, P. F., et al. Excitation-scanning hyperspectral imaging microscope. Journal of Biomedical Optics. 19, (4), 046010 (2014).
Hyperspektral avbildning som et verktøy for å studere optisk anisotropi i Lanthanide-baserte molekylære enkeltkrystaller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rodrigues, E. M., Rutajoga, N., Rioux, D., Yvon-Leroux, J., Hemmer, E. Hyperspectral Imaging as a Tool to Study Optical Anisotropy in Lanthanide-Based Molecular Single Crystals. J. Vis. Exp. (158), e60826, doi:10.3791/60826 (2020).More

Rodrigues, E. M., Rutajoga, N., Rioux, D., Yvon-Leroux, J., Hemmer, E. Hyperspectral Imaging as a Tool to Study Optical Anisotropy in Lanthanide-Based Molecular Single Crystals. J. Vis. Exp. (158), e60826, doi:10.3791/60826 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter