Name: Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 10 s
Description: Leer de fabricage en werking van een nano-optische transportband voor het precieze vervoer van submicron deeltjes met behulp van plasmonische resonatoren. Deze methode verbetert de resolutie van optische manipulatie aanzienlijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Professor Yuzuru Takashima van de Universiteit van Arizona bedanken voor de discussies over optische beeldvorming, de heer Karl Urbanek voor de assistentie met krachtige lasers en Max Yuen voor de discussies over Brownse beweging. De auteurs willen ook Professor Kenneth Crozier van de Harvard Universiteit bedanken voor de nuttige discussies over optische vangen experimenten. De financiering werd gedeeltelijk verstrekt door de United States National Science Foundation (toekenningsnummer 1028372).

<ol><li>Ashkin, A., Dziedzic, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping+and+Manipulation+Of+Viruses+and+Bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping and Manipulation Of Viruses and Bacteria.</a> Science. 235 (4795), 1517-1520 (1987).</li>
<li>Svoboda, K., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+Applications+of+Optical+Forces%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biophys.+Biomol.+Struct%22%5BJournal%5D)">Biological Applications of Optical Forces.</a> Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23 (1), 247-285 (1994).</li>
<li>Neuman, K., Block, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping.</a> Rev. Sci. Instrum. 75 (9), 2787-2809 (2004).</li>
<li>Fazal, F. M., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Tweezers+Study+Life+Under+Tension%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Optical Tweezers Study Life Under Tension.</a> Nat. Photonics. 5 (6), 318-321 (2011).</li>
<li>Bockelmann, U., Thomen, P., Essevaz-Roulet, B., Viasnoff, V., Heslot, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unzipping+DNA+with+Optical+Tweezers%3A+High+Sequence+Sensitivity+and+Force+Flips%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Unzipping DNA with Optical Tweezers: High Sequence Sensitivity and Force Flips.</a> Biophys. J. 82 (3), 1537-1553 (2002).</li>
<li>Pang, Y., Gordon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping+of+Single+Protein%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping of Single Protein.</a> Nano Lett. 12 (1), 402-406 (2012).</li>
<li>Dholakia, K., Čizm̌aŕ, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shaping+the+Future+of+Manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Shaping the Future of Manipulation.</a> Nat. Photonics. 5 (6), 335-342 (2011).</li>
<li>Grier, D. G., Roichman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Holographic+Optical+Trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Holographic Optical Trapping.</a> Appl. Opt. 45 (5), 880-887 (2006).</li>
<li>Korda, P. T., Taylor, M. B., Grier, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetically+Locked-in+Colloidal+Transport+in+an+Array+of+Optical+Tweezers%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Kinetically Locked-in Colloidal Transport in an Array of Optical Tweezers.</a> Phys. Rev. Lett. 89 (12), 128301(2002).</li>
<li>Pelton, M., Ladavac, K., Grier, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+and+Fractionation+in+Periodic+Potential-energy+Landscapes%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Transport and Fractionation in Periodic Potential-energy Landscapes.</a> Phys. Rev. E. 70 (3), 031108(2004).</li>
<li>Eriksson, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Microfluidic+System+in+Combination+with+Optical+Tweezers+for+Analyzing+Rapid+and+Reversible+Cytological+Alterations+in+Single+Cells+upon+Environmental+Changes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">A Microfluidic System in Combination with Optical Tweezers for Analyzing Rapid and Reversible Cytological Alterations in Single Cells upon Environmental Changes.</a> Lab Chip. 7 (1), 71-76 (2007).</li>
<li>Applegate, R. W., Squier, J., Vestad, T., Oakey, J., Marr, D. W. M. Optical Trapping, Manipulation, and Sorting of Cells and Colloids in Microfluidic Systems with Diode Laser. 12 (19), 4390-4398 (2004).</li>
<li>MacDonald, G. C., Spalding, G. C., Dholakia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Sorting+in+an+Optical+Lattice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Sorting in an Optical Lattice.</a> Nature. 426 (6965), 421-424 (2003).</li>
<li>Neale, S. L., MacDonald, M. P., Dholakia, K., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-optical+Control+of+Microfluidic+Components+using+Form%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">All-optical Control of Microfluidic Components using Form.</a> Nat. Mater. 4 (7), 530-533 (2005).</li>
<li>Juan, M. L., Righini, M., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon+Nano-optical+Tweezers.+%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Plasmon Nano-optical Tweezers. </a> Nat. Photonics. 5 (6), 349-356 (2011).</li>
<li>Kwak, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Trapping+with+Integrated+Near-Field+Apertures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Optical Trapping with Integrated Near-Field Apertures.</a> J. Phys. Chem. B. 108 (36), 13607-13612 (2004).</li>
<li>Righini, M., Zelenina, A. S., Girard, C., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+and+Selective+Trapping+in+a+Patterned+Plasmonic+Landscape%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Phys%22%5BJournal%5D)">Parallel and Selective Trapping in a Patterned Plasmonic Landscape.</a> Nat. Phys. 3 (7), 477-480 (2007).</li>
<li>Zhang, W., Huang, L., Santschi, C., Martin, O. J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trapping+and+Sensing+10+nm+Metal+Nanoparticles+using+Plasmonic+Dipole+Antennas%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Trapping and Sensing 10 nm Metal Nanoparticles using Plasmonic Dipole Antennas.</a> Nano Lett. 10 (3), 1006-1011 (2010).</li>
<li>Wang, K., Schonbrun, E., Steinvurzel, P., Crozier, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trapping+and+Rotating+Nanoparticles+using+a+Plasmonic+Nano-tweezer+with+an+Integrated+Heat+Sink%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Trapping and Rotating Nanoparticles using a Plasmonic Nano-tweezer with an Integrated Heat Sink.</a> Nat. Commun. 2, 469(2011).</li>
<li>Shi, X., Hesselink, L., Thornton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+Light+Trans-+mission+through+a+C-shaped+Nanoaperture%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh Light Trans- mission through a C-shaped Nanoaperture.</a> Opt. Lett. 28 (15), 1320-1322 (2003).</li>
<li>Chen, K., Lee, A., Hung, C., Huang, J., Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+and+Trapping+in+Two-Dimensional+Nanoscale+Plasmonic+Optical+Lattice%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Transport and Trapping in Two-Dimensional Nanoscale Plasmonic Optical Lattice.</a> Nano Lett. 13, 4118-4122 (2013).</li>
<li>Cuche, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sorting+Nanoparticles+with+Intertwined+Plasmonic+and+Thermo-Hydrodynamical+Forces%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Sorting Nanoparticles with Intertwined Plasmonic and Thermo-Hydrodynamical Forces.</a> Nano Lett. 13, 4230-4235 (2013).</li>
<li>Hansen, P., Zheng, Y., Ryan, J., Hesselink, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-Optical+Conveyor+Belt%2C+Part+I%3A+Theory%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-Optical Conveyor Belt, Part I: Theory.</a> Nano Lett. 14, 2965-2970 (2014).</li>
<li>Zheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-Optical+Conveyor+Belt%2C+Part+II%3A+Demonstration+of+Handoff+Between+Near-Field+Optical+Traps%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nano-Optical Conveyor Belt, Part II: Demonstration of Handoff Between Near-Field Optical Traps.</a> Nano Lett. 14, 2971-2976 (2014).</li>
<li>Vogel, N., Zieleniecki, J., Koper, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((As+flat+as+it+gets%3A+Ultrasmooth+Surfaces+from+Template-stripping+Procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">As flat as it gets: Ultrasmooth Surfaces from Template-stripping Procedures.</a> Nanoscale. 4 (13), 3820-3832 (2012).</li>
<li>Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafine+and+Smooth+Full+Metal+Nanostructures+for+Plasmonics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Ultrafine and Smooth Full Metal Nanostructures for Plasmonics.</a> Adv. Mater. 22 (39), 4345-4349 (2010).</li>
<li>Kaleli, B., et al. Electron Beam Lithography of HSQ and PMMA Resists and Importance of their Properties to Link the Nano World to the Micro World. STW.ICT Conf, , 105-108 (2010).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De NOCB combineert de sterke vangen krachten en kleine val grootte van plasmonische aanpak met de mogelijkheid om deeltjes, lang alleen beschikbaar voor conventionele gefocusseerde bundel technieken vervoeren. Uniek aan de NOCB het vangen en transporteigenschappen van het systeem zijn het gevolg van patronen aan oppervlakken en niet van de vormgeving van de belichtingsbundel. Mits de verlichting helder genoeg en de polarisatie of golflengte kan worden gemoduleerd, deeltjes kan worden opgeslagen of vervoerd in gecomplice...

Vastleggen, ondervraging en manipulatie van enkele nanodeeltjes zijn van toenemend belang in de nanotechnologie. Optische pincetten hebben een bijzonder succesvolle manipulatie techniek voor experimenten in de moleculaire biologie 1-4, 5-7 chemie en nano-assemblage 7-10, waar ze baanbrekende experimenten mogelijk, zoals het meten van de mechanische eigenschappen van afzonderlijke DNA-moleculen en 4 worden het sorteren van cellen door hun optische eigenschappen 11,12. Ontdekkingen in de volgende grenzen openstellen van de studie van nog kleinere systemen, en ze maken voor de engineering van nieuwe vrijwel heilzame producten en technieken. Op zijn beurt, deze trend drijft de behoefte aan nieuwe technieken om kleinere, meer rudimentair deeltjes manipuleren. Daarnaast is er een druk om &quot;lab-on-a-chip&quot; inrichtingen bouwen om deze functies goedkoper en dan kleiner uitvoeren om chemische en biologische proeven uit de bringlab en in het veld voor medische en andere doeleinden 13,14. Helaas kan conventionele optische trapping (COT) niet alle nanotechnologie groeiende vraag te voldoen. COT werkt op het mechanisme van het gebruik van een hoge numerieke apertuur (NA) objectieflens laserlicht een scherpe focus te brengen, waardoor een plaatselijke piek in optische intensiteit en hoge gradiënten in het elektromagnetisch veld. Deze energiedichtheid gradiënten oefenen een netto kracht licht-verstrooiende deeltjes die in het algemeen trekt deze in de richting van het midden van de focus. Trapping kleinere deeltjes vereist hogere optische macht of een strakkere focus. Echter, gerichte lichtstralen gehoorzamen het principe van diffractie, waarbij de minimale grootte van het brandpunt beperkt en plaatst een bovengrens voor het verloop energiedichtheid. Dit heeft twee onmiddellijke gevolgen: COT kan niet val kleine objecten efficiënt en COT heeft moeite onderscheid tussen dicht bij elkaar gelegen deeltjes, een trapping resolutiebeperking bekend als het probleem van de &#39;dikke vingers&#39;. Bovendien uitvoering van meervoudige deeltjes vangen met COT vereist systemen beam-steering optics of spatial light modulators, componenten drastisch verhogen de kosten en complexiteit van een optisch opvangsysteem. Een manier om de fundamentele beperkingen van conventionele gerichte lichtstralen te omzeilen, welke propageren in het verre veld, is de gradiënten van optische elektromagnetische energie in het nabije veld plaats benutten. Het nabije veld vervalt exponentieel uit de buurt van elektromagnetische velden, wat betekent dat niet alleen het sterk gelokaliseerd deze bronnen, maar vertoont ook zeer hoog gradiënten in de energiedichtheid. De nabije velden van nano-metalen resonatoren, zoals bowtie openingen nano pilaren en C-vormige gravures, bleken buitengewoon concentraties van elektromagnetische energie, verder versterkt door de plasmonische werking van goud en zilver vertonen met nagenoeg infrared en optische golflengten. De resonatoren werden gebruikt te controleren uiterst kleine deeltjes bij hoge efficiëntie en resolutie 15-22. Hoewel deze techniek effectief in het vangen van kleine deeltjes is gebleken, heeft ook bewezen in zijn vermogen om deeltjes op merkbare bereik, die nodig is om nabije-veld systemen interface met verre-veld systemen of microfluidics transporteren beperkt. Recent is de groep een oplossing voor dit probleem voorgesteld. Wanneer resonatoren worden geplaatst dicht bij elkaar, kan een deeltje in principe migreren van een nabije-veld optische val naar de volgende, zonder vrijkomen van het oppervlak. De richting van het vervoer kan worden bepaald als aangrenzende vallen kan worden in- en uitgeschakeld. Een lineaire serie van drie of meer adresseerbare resonatoren, waarbij elke resonator gevoelig is voor een polarisatie of golflengte van licht dan die van zijn buren, werkt als een optische transportband, transporteren nanoparticles over een afstand van enkele microns op een chip. De zogenaamde &#39;Nano-Optical Conveyor Belt&#39; (NOCB) is uniek onder de plasmonische resonator trapping regelingen, aangezien niet alleen kan het deeltjes zijn plaats te houden, maar het kan ze ook bewegen op hoge snelheid langs patroon sporen, te verzamelen of te verspreiden deeltjes, mixen en wachtrij hen, en ze zelfs door eigenschappen te sorteren, zoals hun mobiliteit 23. Al deze functies worden geregeld door het moduleren van de polarisatie of golflengte van belichting, zonder de noodzaak van beam-steering optiek. Als een nabij-veld optische val, de NOCB vangen resolutie hoger is dan die van conventionele gefocusseerde bundel optische vallen, zodat onderscheid kan worden gemaakt tussen deeltjes dicht; omdat het gebruik maakt van een metalen nanostructuur aan het licht te concentreren in een trapping goed, het is energie-efficiënt, en geen dure optische componenten zoals een hoge NA doel nodig. Bovendien kunnen veel NOCBs parallel worden gebruikt, bij hoge verpakking dendiversiteit, op hetzelfde substraat en 1 W vermogen kunnen rijden over 1200 openingen 23. We hebben onlangs aangetoond dat de eerste polarisatie-driven NOCB, soepel voortbewegen van een nanodeeltje heen en weer over een 4,5 pm nummer 24. In dit artikel presenteren we de stappen die nodig zijn om het apparaat te ontwerpen en te fabriceren, optisch activeren en te reproduceren het transport experiment. We hopen dat het maken van deze techniek op grotere schaal beschikbaar zal helpen bij het overbruggen van de kloof tussen de grootte van microfluidics, ver-veld optica en nanoschaal apparaten en experimenten.

<table><tbody><tr><td>HSQ e-beam resist</td><td>Dow Corning</td><td>XR-1541-006</td><td></td></tr><tr><td>PMMA</td><td>MicroChem</td><td>950A2 M230002</td><td></td></tr><tr><td>Fast curing optical adhesive</td><td>Norland Optical Adhesive</td><td>NOA 81</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescent carboxyl microspheres</td><td>Bangs Laboratories</td><td>FC02F, FC03F</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescent carboxylate-modified microspheres</td><td>Molecular Probes</td><td>F-8888</td><td></td></tr><tr><td>Quartz slide</td><td>SPI Supplies</td><td>1020-AB</td><td></td></tr><tr><td>Inverted fluorescent microscope</td><td>Nikon</td><td>ECLIPSE TE2000-U</td><td></td></tr><tr><td>Nd:YAG laser</td><td>Lightwave Electronics</td><td>221-HD-V04</td><td></td></tr><tr><td>sCMOS camera</td><td>PCO</td><td>EDGE55</td><td></td></tr><tr><td>CCD camera</td><td>Watec</td><td>WAT-120N</td><td></td></tr><tr><td>Zero-order half-wave plate</td><td>Thorlabs</td><td>WPH05M-1064</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8787</td><td></td></tr><tr><td>Distilled water</td><td>Invitrogen</td><td>10977-023</td><td></td></tr><tr><td>Si Wafer</td><td>Silicon Quest International</td><td>708069</td><td></td></tr><tr><td>Optical lenses</td><td>Thorlabs</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fabricage en exploitatie van een nano-optical transportband

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

De techniek van het gebruik van geconcentreerde laserstralen te vangen en uit te oefenen krachten op kleine deeltjes heeft vele cruciale ontdekkingen in de nanoschaal biologische en fysische wetenschappen ingeschakeld in de afgelopen decennia. De vooruitgang op dit gebied nodigt verdere studie van nog kleinere systemen en op een grotere schaal, met gereedschappen die gemakkelijker kunnen worden verspreid en meer op grote schaal beschikbaar gesteld. Helaas is de fundamentele wetten van diffractiegrens de minimumgrootte van de focale vlek van een laserbundel, welke deeltjes kleiner zijn dan een halve golflengte maakt diameter moeilijk te vangen en verhindert in het algemeen een operator discrimineren tussen deeltjes die dichter bij elkaar zijn dan de helft -wavelength. Dit verzet tegen de optische manipulatie van vele hechte nanodeeltjes en beperkt de resolutie van optische-mechanische systemen. Bovendien manipulatie met behulp van gerichte balken vereist-bundel vormen of stuur optica, die zeer omvangrijk en duur kan zijn. Aan te pakkendeze beperkingen in het systeem schaalbaarheid van conventionele optische trapping ons lab heeft een alternatieve techniek die near-field optics gebruikt om deeltjes bewegen over een chip bedacht. In plaats van zich te concentreren laserstralen in het verre veld, de optische nabije veld van plasmonische resonatoren produceert de nodige lokale optische intensiteit verhoging van de beperkingen van de diffractie te overwinnen en te manipuleren deeltjes met een hogere resolutie. Dicht bij elkaar gelegen resonatoren produceren sterke optische vallen die kunnen worden aangepakt om de hand-off van de deeltjes van de ene bemiddelen naar de volgende in een lopende-band-achtige manier. Hier beschrijven we hoe het ontwerpen en produceren van een transportband met een gouden oppervlak patroon met plasmonische C-vormige resonatoren en hoe te werken met gepolariseerd laserlicht om super-resolutie nanodeeltjes manipulatie en het vervoer te bereiken. De nano-optische transportband chip kan worden geproduceerd met behulp van lithografie technieken en gemakkelijk verpakt en gedistribueerd.

Figuur 7 is een beeld van de uiteindelijke inrichting. In het midden van de 1 cm x 1 cm goudoppervlak is de matrix van CSE en transportbanden patronen, die nauwelijks kan worden gezien vanuit een schuine zicht. Figuur 6 is een scanning elektronenmicroscoop beeld van een voorbeeld CSE patroon op de uiteindelijke inrichting. Het deeltje beweging van een 390 nm polystyreenparel over een nano-optische transportband 5 urn in lengte reizen is getoond in fi...

De schaalbaarheid en resolutie van conventionele optische manipulatietechnieken worden beperkt door diffractie. We omzeilen de diffractielimiet en beschrijven een methode om nanodeeltjes optisch over een chip te transporteren met behulp van een gouden oppervlak voorzien van een pad van nauw geplaatste C-vormige plasmonische resonantors.

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Het hoofddoel van het volgende experiment is het transporteren van submicron diëlektrische deeltjes met behulp van het optische nabijveld van een lineaire reeks adresseerbare plasmonische resonatoren, ook wel bekend als een nano-optische transportband. Dit wordt bereikt door de transportband eerst met software te ontwerpen om een succesvol transport langs het gewenste pad te garanderen. In een tweede stap wordt de transportband gefabriceerd met behulp van een elektronenstraal-lithografieproces en een template-strippingtechniek.Vang vervolgens een monster op het uiteinde van de transportband met behulp van een laser en roteer een halve-golfplaat in het straalpad om transport van het deeltje te induceren. De resultaten tonen een lineair transport over de breedte van de laserstraal op basis van het roteren van de polarisatiehoek en niet door de intensiteitsprofiel van de straal op enige wijze te wijzigen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van conventionele optische pincetten is dat het transportgedrag en de resolutie afhankelijk zijn van structuren die met lithografie zijn gefabriceerd en niet van het aansturen van de straal.Deze techniek kan worden toegepast o

fabrication-and-operation-of-a-nano-optical-conveyor-belt

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Femtoseconde-laser direct-writing wordt vaak gebruikt om drie-dimensionale (3D) patronen te creëren in polymeren en glazen. Echter, patronen metalen in 3D blijft een uitdaging. We beschrijven een werkwijze voor het vervaardigen zilver nanostructuren ingesloten in een polymere matrix met een femtosecondelaser gecentreerd bij 800 nm.

Een methode om Disconnected Silver Nanostructuren Vervaardig in 3D

De volgende setup aanpak gegevens low power optische vangen van diëlektrische nanodeeltjes door middel van een dubbel-nanohole in metaal film.

Optische overvullen van nanodeeltjes

We beschrijven de experimentele methode nanogestructureerde oxide dunne films te deponeren door nanoseconde gepulste laser depositie (PLD) in aanwezigheid van een achtergrondgas. Door deze methode Al gedoteerde ZnO (AZO) films, van compacte hiërarchisch gestructureerd als nano-boom bossen, worden gestort.

Fabricage van Nano-engineered transparante geleidende oxides door gepulste laser depositie

Een verwijzing interferometer techniek, die is ontworpen om ongewenste laser jitterruis voor NanoDetection verwijderen, wordt gebruikt voor het sonderen van een ultra-hoge kwaliteit factor microcavity. Aanwijzingen voor de montage, installatie, en data-acquisitie worden verstrekt, naast het meetproces voor het opgeven van de holte kwaliteitsfactor.

Implementatie van een Reference Interferometer voor NanoDetection

Parametrische optomechanische excitaties zijn onlangs experimenteel aangetoond in microfluïdische optomechanische resonatoren door middel van optische stralingsdruk en gestimuleerde Brillouin-verstrooiing. Dit artikel beschrijft de fabricage van deze microfluïdische resonatoren samen met methodologieën voor het genereren en verifiëren van optomechanische oscillaties.

Fabricage en testen van Microfluidic Optomechanische oscillators

We rapporteren een protocol voor het combineren van de atomaire metrologie van de Scanning Tunneling Microscope voor oppervlaktemodellering met selectieve Atomic Layer Deposition en Reactieve Ionen Etching. Met behulp van een robuust proces dat talrijke atmosferische blootstellingen en transport omvat, worden 3D nanostructuren met atomaire metrologie vervaardigd.

Atomair traceerbaar Nanostructuur Fabrication

Om eenvoudige fabricagebenaderingen voor meerdere assaybehoeften te onderzoeken, hebben we een vloeistofabsorberend kanaalsysteem gemaakt van katoenmateriaal. Dit apparaat werd gebruikt om een platform voor meerdere detecties te vestigen en besmettingsproblemen op te lossen die vaak laterale flow-gebaseerde biomedische apparaten beïnvloeden, voor klinische urinalyse van nitriet, totaal eiwit en urobilinogeen.

Fabriceren Cotton Analytical Devices

We presenteren een protocol voor het vervaardigen van 1-D fotonisch kristal holtes op subwavelength diameter silica vezels (optisch nanovezels) met behulp van femtoseconde-laser-geïnduceerde ablatie.

Fabricage van 1-D Photonic Crystal Cavity op een Nanovezel behulp Femtoseconde Laser-geïnduceerde Ablation

Hier presenteren we een protocol voor de fabricage van kleurovergang nanopattern platen via thermische nanoimprinting en de methode van het screenen van reacties van menselijke endotheliale voorlopercellen op de nanostructuren. Met behulp van de beschreven technologie, is het mogelijk om te produceren van een steiger die fysieke stimuli cel gedrag kunt bewerken.

Fabricage van kleurovergang Nanopattern door thermische Nanoimprinting techniek en Screening van de reactie van menselijke Endothelial kolonie-vormende cellen

Enterprise gold nanostaafjes kan worden gevangen in vloeistoffen en gedraaid bij kHz frequenties met behulp van cirkel-gepolariseerde optisch pincet. Invoering van instrumenten voor Brownian dynamics analyse en lichte scatteringspectroscopy leidt tot een krachtig systeem voor onderzoek en toepassing op talrijke gebieden van de wetenschap.

Bouw en de exploitatie van een licht gestuurde gouden nanostaafjes Rotary locomotorisch stelsel

We demonstreren fabricage van nanohoogtekanalen met de integratie van oppervlakte akoestische golfactuatie-apparaten op lithium niobate voor akoestische nanofluidica via liftoff fotolithografie, nano-diepte reactieve ionets en kamertemperatuurplasma oppervlakte-geactiveerde meerlaagse binding van enkelkristallithium niobaat, een proces dat ook nuttig is voor het plakken van lithiumniobate aan oxiden.

Fabricage van Nanoheight Channels waarin Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate voor Akoestische Nanofluidics

Leer de fabricage en werking van een nano-optische transportband voor het precieze vervoer van submicron deeltjes met behulp van plasmonische resonatoren. Deze methode verbetert de resolutie van optische manipulatie aanzienlijk.

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

Meer video's verkennen