ハイパー レンズ一体型顕微鏡と超解像イメージングのデモ

* These authors contributed equally
Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

ハイパー レンズの使用は、リアルタイム画像と従来の光学系と、単純な実装の利点による新規超解像イメージング技術としてみなされています。ここでは、作製を記述するおよびイメージング球状ハイパー レンズのアプリケーション プロトコルを提案する.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Lee, D., Kim, M., So, S., Kim, I., Yoon, G., Kim, K., Rho, J. Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging. J. Vis. Exp. (127), e55968, doi:10.3791/55968 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

超解像の従来の顕微鏡回折限界を克服するために画像の使用は、生物学、ナノテクノロジーの研究者の興味を集めています。近接場走査型顕微鏡と superlenses は、近傍領域の解像度を改善している、リアルタイムで遠方電界イメージングまま重要な課題になります。最近では、拡大し、波の伝播にエバネッ セント波を変換、ハイパー レンズは遠方電界イメージングへの新しいアプローチとして浮上しています。ここでは、銀 (Ag) とチタン (TiO2) 酸化物薄膜を交互で構成される球状ハイパー レンズの作製を報告します。従来の円筒形のハイパー レンズとは異なり球状ハイパー レンズ二次元拡大が可能です。したがって、従来の顕微鏡への取り込みは簡単です。新しい光学システム、ハイパー レンズと統合を提案することで、サブ波長画像でリアルタイムに遠方界領域で取得することができます。本研究で作製とイメージングのセットアップ方法は詳細に説明しました。この作品は、アクセシビリティと、ハイパー レンズの可能性だけでなく、細胞生物学、ナノテクノロジーの革命につながるのリアルタイム イメージングの実用的なアプリケーションにも説明します。

Introduction

顕微鏡の発明につながったの細胞内の生体分子を観察する欲求および顕微鏡の出現は、最後の数世紀以上生物学、病理学および材料科学など様々 な分野の革命を伝達されます。しかし、研究のさらなる進展は約従来の顕微鏡の解像度を制限する回折によって制限されている波長1の半分。したがって、超解像度イメージング回折限界を克服するためには、最近数十年で興味深い研究領域をされています。

回折限界はオブジェクトのサブ波長情報を含むエバネッ セント波の損失に起因すると、エバネッ セント波が消えていくを防ぐためにまたはそれらの2,3を回復する初期の研究が行われています。回折限界を克服するために努力は、近接場光学顕微鏡、消費2される前にオブジェクトに近接エバネッ セント場を収集すると初めて報告されました。ただし、全体イメージ領域をスキャンし、それを再構築にかかる時間が長いと、リアルタイム イメージングに適用できません。「スーパー」エバネッ セント波を増幅するに基づいて別のアプローチは、リアルタイム イメージングの可能性を提供します、サブ波長イメージングは近傍領域でのみ可能なオブジェクト4,をはるかに超えてに到達できません。5,6,7

最近、リアルタイム遠方光イメージング8,9,1011,12への新しいアプローチとして、ハイパー レンズが浮上しています。高異方性双曲線メタマテリアル13の作られているハイパー レンズは同じ位相速度と高い空間情報をサポートできるようにフラット双曲線分散を表わします。さらに、運動量保存則のため高の横の波は徐々 に圧縮波を通過する円筒形状。この拡大情報、遠方界領域で従来は顕微鏡で検出できます。これは遠方の実時間イメージングに特に重要なの任意ポイントによってスキャンや画像再構成を必要としません。また、ハイパー レンズはナノリソグラフィを含むイメージング以外のアプリケーションに使用できます。逆にハイパー レンズを通過する光は、時間反転対称性14,,1516によるサブ回折領域に集中されます。

ここでは、表示の周波数で二次元の情報を拡大する球状のハイパー レンズについて報告する.従来の円筒形状とは異なりは、球状のハイパー レンズは実用的なイメージング アプリケーションを促進する 2 つの水平ディメンション内のオブジェクトを拡大します。製造方法と、ハイパー レンズ イメージング セットアップ高品質ハイパー レンズの再生のための詳細に掲載されています。サブ波長オブジェクトは、超解像の威力を証明するためにハイパー レンズに刻まれています。内接オブジェクトの小さな機能は、ハイパー レンズによって拡大されることを確認しました。したがって、リアルタイムで遠方界領域で明確に解決された画像が得られます。従来の顕微鏡との統合の容易さと球状ハイパー レンズのこの新しいタイプは、生物学、病理学および一般的なナノの新しい時代の幕開けにつながる実用的なイメージング アプリケーションの可能性を提供します。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1 です。 基板の準備

  1. 取得が高い水晶ウェハを洗練されました。報告作製のためここでは、500 μ m の厚みでウェーハを使用します
  2. スピンコートで 2,000 rpm と 60 焼くポジ型フォトレジストによる石英ウエハ s 90 ° C
    注: ポジ型フォトレジスト層以降切削手順中に破損しないようにコーティングされています
  3. サイズの小片 20 × 20 mm 2 にフォトレジストでウェハをカットするダイシング マシンを使用します
  4. 切削手順から生じる粒子を削除する圧縮窒素銃を使用して爆破します
  5. イオン交換 (DI) 水 45 で 5 分間の超音波風呂に配置 ° C. 削除 45 で 5 分間アセトン超音波浴を用いたフォトレジスト層 ° c. きれいに 2 つの超音波風呂、アセトン、イソプロピル アルコール、それぞれで 5 分間を用いた基板45 ° C
  6. 乾燥した圧縮窒素銃を持つ基板

2。マスク パターンをエッチング

  1. ロード クリーン石英基板上に高真空電子ビーム蒸着装置。基板回転が有効になっていることを確認します
  2. は、2 の成膜速度とクロム層を堆積 Å/秒
    注: 少なくとも 100 nm 厚層はエッチング マスク蒸着製ピンホールを防ぐために堆積する必要があります
  3. 商工会議所を口に銅テープを導集束イオンビーム (fib) ホルダー サンプルをマウントし口ボタンを押します
  4. FIB チャンバーに FIB ホルダーを読み込む
  5. 部屋の扉を閉じるし、商工会議所を避難するポンプのボタンを押します
  6. 選択 " ビーム " ビーム制御タブとセットの下でイオン ビーム電流 (7.7 pA) と加速電圧 (30 kV) FIB モード
  7. イオンビーム照射装置を有効にします
  8. 選択 " ビーム " 電子ビームをオンにして、低倍率ソフトウェアを使用してイメージを集中させビーム制御タブの下です
  9. 4 mm 走査型電子顕微鏡 (SEM) モードでナビゲーション タブの下で作動距離 (WD) を設定します
  10. 52 ° にホルダーの角度を設定し、穴の配列マスク パターン形成前に異なる倍率で SEM 画像
  11. パターン タブの下には、パターニング地域を選択し、クロム層を 50 nm の穴の配列
    。 注: パターニング ツールの [パターン] タブからアクセスできるシンプルながあります。複雑なジオメトリと露出制御は、ビットマップをインポートまたはスクリプトを生成することによって実現できます
  12. を終えた後、電子ビーム、イオンビーム システムをオフし、システム冷却します
  13. は、出口ボタンを押すし、チャンバー内に窒素ガスを発散します。商工会議所のホルダーを取る
  14. 部屋の扉を閉じ、ポンプのボタンを押して部屋を避難

3。ウェット エッチング プロセスとマスク層の除去

  1. 1:10 にパターンの基板を置くバッファー酸化エッチング液 5 分
    注: 石英等を個別・ ウェット エッチング、エッチング液では、球状の形を形成します。レンズの形状が得られるエッチング マスクとエッチング時間によって直径を精密に制御します。パターン径より球形の形を形作ることができます。5 分以内 1.5 μ m 径の半球を得ることができる
  2. ・ ディ ・ バッファー酸化エッチング液 (5 分、2 回) をきれいにする水にパターンの基板を置く
    。 注: バッファー酸化エッチング液が危険である、このエッチング液を使用するとき注意してください
  3. 圧縮窒素ガスと試料を乾燥します
  4. CR 7 クロム エッチング液クロム マスク レイヤーを削除するにパターンの基板を入れる
    。 注: クロム層を除去した後直径の球形パターン基板 1.5 μ m 取得できます
  5. ・ ディ ・水 (5 分) それをきれいにパターンの基板を置く

4。多層膜蒸着とオブジェクト碑文のナノサイズ

注: レイヤーのペアは球状石英基板上に堆積します。ここでは、Ag および TiO 2 は、蒸着材として使用されます。Ag と TiO 2 15 の厚さで交互堆積した nm

  1. 電子ビーム蒸着装置の出口ボタンを押すし、口が終わるまで待ちます
  2. ベント後高真空電子ビーム蒸着装置にパターンの基板を読み込む
  3. 部屋の扉を閉じ、ポンプのボタンを押して、10 -7 Torr の真空度に商工会議所を避難
    。 注意: 真空度は 10 -7 Torr 表面粗さによる散乱を減らすために保管すべきです
  4. 銀の層 1 の成長率を預金 Å/s と預金 15 nm 厚の銀の層します
  5. 5 分の基板を冷やす Ag 層の蒸着後
  6. 別にるつぼを選択することによって電子ビーム蒸着装置のポケットを変更し、15 nm 厚 TiO 2 層 1/s. Å 預金の成長率で TiO 2 層を堆積します
    。 注: 蒸着プロセスの間フィルムの成長率が低く保たれ表面粗さの均一性を維持するために.
  7. TiO 2 層の堆積後クールダウン 5 分の基板を
  8. Ag と TiO 2 の多層成膜するサイクル数万の手順 4.4 4.7 を繰り返します
    。 注: この時点でハイパー レンズ製作は以上です。次の手順は、イメージ能力ハイパー レンズをテストするための任意のサブ diffraction 限定機能を作るためです。ナノメートル サイズの開口とスリットが刻まれている FIB 加工
  9. 電子ビーム蒸着装置のポケットを変更し、50 の厚さのクロム層を堆積 nm
  10. Cr 層の堆積後、電子ビーム蒸着装置をオフにします。出口ボタンを押すし、窒素ガスを導入することにより、商工会議所を発散します
  11. 通気口後、部屋の扉を開くし、商工会議所のホルダーをマウントを取る。ハイパー レンズ試作デバイスをはがします
  12. 部屋の扉を閉じ、ポンプのボタンを押して部屋を避難
  13. FIB 加工システムにクロムと入金ハイパー レンズをマウントし、メーカーごとのナノ構造をパターン ' の指示

5。イメージング システムのアップとイメージング手順

  1. 場所従来透過型光学顕微鏡光学テーブルにします
    。 注: ここでは、倒立顕微鏡本体として使用された
  2. アダプターを使用して顕微鏡照明パスに白色光源を接続します
  3. は、410 を中心とした光バンドパス フィルターを配置 nm
    。 注: 光の特定の波長バンドパス フィルターが選択的に浸透しここでは、サンプルに 410 nm の光が点灯します。Ag と TiO 2 から成るハイパー レンズは 410 nm の波長で高性能を持っています。シミュレーション結果 ( 図 2 c) 410 nm の光で双曲線の分散関係を満たすハイパー レンズの性能を示しています
  4. は、高倍率の油浸対物レンズを選択します。高品質の CCD カメラを使用して、イメージを取得します
    。 注: この光設定をちょうど置く禁止dpass 410 nm の波長光を整理する光パスにフィルターを適用します。白色光を使用せずサンプルに光の特定の波長を点灯ことができますが、通常研究室では、光学顕微鏡明視野または蛍光イメージングを通じてサンプルの観察の白色光源があります
  5. は、対物レンズに液浸オイルの滴を配置します。サンプル ステージ、キャプチャ画像に、ハイパー レンズを配置します
    。 注: ハイパー レンズの内面に内接ナノサイズ オブジェクトは 410 nm の光を点灯することができます。ハイパー レンズ、ナノサイズ オブジェクトが拡大されるとする対物レンズで撮影したし、CCD カメラによるイメージします

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

サブ回折機能を解決するハイパー レンズ装置の機能では、均一性と高品質の製作を依存しています。ここでは、ハイパー レンズは、交互に堆積した Ag と TiO2の多層で構成されます。図 2 aは、よく作られたハイパー レンズ17の SEM 像を示しています。断面の図では、Ag および Ti3O5薄膜の多層膜が半球状石英基板に均一な厚さに堆積されています。最終的なハイパー レンズ構造の表面粗さより少しにより 1.5 nm ルート二乗 (r.m.s) です。

我々 は誘電体として Ti3O5の代わりに TiO2を使用、高屈折率 2 以上がある、両方の材料が効果的な双曲線分散銀が詰まったときに上昇を与えるので。プロトコルに記載され、Ag と TiO2から成るハイパー レンズは、素晴らしいパフォーマンス 410 nm Ag と TiO2の積み上げの多層分散関係として示されている図 2b の双曲線の分散曲線を持っているので.原則として、高空間波コンポーネントと波は、ハイパー レンズの半径方向に沿ってこのような双曲線媒体に伝達できます。つまり、従来の光学系では表現できない、高周波成分を持つ小さな機能は、ハイパー レンズを遠方に反映できます。図 2 cは、有限要素 (FEM) シミュレーション ツールを使用してハイパー レンズでシミュレートされた電界分布を示しています。デザイン、材料特性とシミュレーション モデルの内接ナノ構造は試作したハイパー レンズのものと同一に設定します。2 つ穴 50 nm 径の 150 の距離と、クロム層に刻まれている nm。ハイパー レンズの上部は 410 nm の光で照らされているし、ハイパー レンズからの光に倍率が内側の半径と、ハイパー レンズの外径の比率によって決まりますが場所、オブジェクトの拡大した画像が含まれています。サブ diffraction 限定オブジェクトの拡大は、従来の対物レンズによってキャプチャされイメージを作成できます。

ハイパー レンズを用いた回折-無制限の画像の測定は、簡単な光学系によって行われます。図 3 aは、ハイパー レンズ イメージング システムの概略図を示しています。従来の顕微鏡は、メインフレームでは、わずかな違いとして使用できます。透過型照明パスであり適切なバンドパス フィルターを用いた白色光源を配置しました。照明光のコンデンサーまたは集光レンズによって収集し、オブジェクト面に配信。サンプルは、サンプルが従来の光学顕微鏡のスライド ガラスに配置されるイメージング システム、ハイパー レンズでハイパー レンズの内面に配置されます。ハイパー レンズ内のオブジェクトが点灯していると、ハイパー レンズを通じて、伝達してイメージ。最後に、対物レンズと CCD カメラで撮影します。ハイパー レンズ実装の光学系を図 3bに示します。ソースとフィルターなどの単純な追加コンポーネントと、ハイパー レンズは従来の顕微鏡システムで簡単に実装できます。

図 4に、ハイパー レンズを通して実画像が表示されます。図 4 a4 dを描く 2 つの穴と、ハイパー レンズのクロム層に刻まれている線で構成されるサブ波長構造の SEM 画像のセット。ギャップ サイズは、それぞれのケースで 160 180 nm からです。従来の顕微鏡では、回折限界のためこれらのサブ回折構造を解決できません。その一方で、小さな機能は、ハイパー レンズで明確に解決されます。図 4b4 eもハイパー レンズ ベースのシステムを使用して得られた光学画像を表示し、断面強度分布 (赤点線) はそれぞれ図 4 c ・ 4 fに表示されます。断面強度グラフ表示と 346 363 nm (図 4 c) の分離と 333 nm (図 4 階)、それぞれ、ハイパー レンズの内側と外側の半径間の比率によって決定されます 2.1 の倍率に対応します。

Figure 1
図 1: ハイパー レンズ製造工程の概略図。()、作製から始まる洗練された水晶ウエハの準備。(b) 水晶ウエハの厚いクロム層 100 nm は電子ビーム蒸着装置により作製しました。(c) ウェット エッチング プロセス、50 nm 径の穴のマスク パターンを作成する加工システム、FIB を用いたクロム層に倣っています。(d) の等方性エッチング プロセス クロム層を使用して実行されます。半球の形状は、水晶ウェハに形成されます。(e) クロム膜の除去は、クロム エッチング液で行われます。(f) 半球表面上は Ag と TiO2の代わりに、15 の厚さで堆積の多層 nm。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2: 作製と、ハイパー レンズのシミュレーション結果です。() Cross-sectioned SEM 像作製したハイパー レンズ。Ag と TiO2 15 nm 厚の各層はよく、均一性に預け、最終的なハイパー レンズの粗さは 1.5 未満 r.m.s.この図は、参照17から変更されています。Isofrequency (b) ハイパー レンズ (グリーン ライン) と等方性媒体 (紫ライン) の輪郭。ハイパー レンズは、遠方界の高周波成分 (小特集、カットオフ値より高い) に伝達できる分散関係の双曲線形状を有しています。ただし、等方性媒体のような従来の光学系は円形の分散関係をあり、カットオフ周波数を伝達できません。(c)、ハイパー レンズのシミュレーション結果。結果は、ハイパー レンズの内側表面の中に小さなフィーチャから磁場分布を示します。Sub-diffractional オブジェクトは拡大され、ハイパー レンズを通して遠くのフィールドに反映されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3: ハイパー レンズ実装システムの概略をイメージングします。() A の広帯域白色光ソースは、サンプルを照らすに使用されます。光が通過帯域通過フィルター、光の特定の波長が選択されます。ここでは、410 nm の光は、照明光として使用されます。ハイパー レンズには、ハイパー レンズに小さなオブジェクトがキャプチャされるようオブジェクト面上と対物レンズと CCD カメラを通して簡単に実装されます。(b) ハイパー レンズ実装イメージング システム。従来の倒立顕微鏡本体は、メインフレームとして使用され、ハイパー レンズ、超解像イメージング用に追加。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4: 作製結果とハイパー レンズ17のシミュレーション結果. ライン構造で区切られた 2 つのドットを持つオブジェクトの () SEM のイメージ。各ドットは距離 180 nm および 160 nm。(b) 光、ハイパー レンズを通じて画像ハイパー レンズで小さなオブジェクトは拡大され、キャプチャします。サブの回折限界機能が解決されます。(c) 赤点線に沿って断面強度分布を測定します。断面強度プロファイルは、346 363 nm の分離を表示します。(互いからの 3 つのドット 160 や 170、180 nm と、別のオブジェクトの d) SEM 像。(e) 光、ハイパー レンズを通じて画像(f) (e) に赤い破線の断面強度分布。断面強度プロファイルは、333 の分離を示しています nm。断面強度プロファイルは、ハイパー レンズの 2.1 倍の倍率に対応します。この図は、refefence17から変更されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ハイパー レンズの作製には 3 つの主要な手順が含まれています: とか電子ビーム蒸発システムを用いた金属/誘電体多層膜を積層エッチング プロセスにより石英基板に半球のジオメトリを定義する、Cr のレイヤーのオブジェクト。ハイパー レンズの品質に大きく影響する可能性が、最も重要なステップは、2 番目です。薄膜成膜プロセスに明確な超解像イメージの特別なケアを必要とする 2 つの条件があります。多層膜の非等角の蒸着は、完璧な球形の形から逸脱につながるとは、重要な問題の 1 つは共多層膜を積層します。成膜がない場合センターで膜厚を十分にゆっくりし、半球形状のエッジでは電子ビーム蒸着法の角度の性質により異なる傾向があります。空間的に異なる膜厚依存空間的拡大を生じさせると画像の歪みが発生します。したがって、等角積層を達成するために (より小さい 0.1 nm/秒) をできるだけ遅くフィルム成膜速度必要があります。

粗面は、光散乱の確率を高めるので、不完全なイメージを引き出すことができるもう一つの可能な要因は表面粗さです。それは、高い表面エネルギー材料の薄層の包含がシルバー18の浸透を大幅に削減、湿潤効果を持って報告されています。ここでは、TiO2層は湿潤材料として動作します。銀 TiO2層の上に堆積は、通常よりもお世辞する傾向があります。さらに、真空条件は滑らか多層未満 10-7 Torr 蒸着プロセス全体をする必要があります。電子ビーム蒸発中の銀の集積は、表面ラフをこともできます。低温で凝集が抑制されるので、成膜は液体窒素によって制御される極低温条件で実行できます。AFM を用いた滑らかな表面を確保するため作製した構造物の表面粗さを検討し、, 表面粗さが 1.5 以下であることを確認した薄膜形成後 nm。

すべての 3 つの条件は注意深くコントロールされて、場合でも、完璧なイメージは理想的な製作下でも手に入るです。まず、その他従来の光学系、ハイパー レンズと従来の高 NA 光学系を含み、ハイパー レンズ ベース光学系と従来の収差、球面収差などの対象です。また、ハイパー レンズの球面構造は偏光されていないライトの下での 2次元超解像イメージングを有効にする、球面幾何学は異常に上昇を与えます。たとえば、オブジェクトが 2 つの穴と Cr 層に刻まれたスリットで構成されるとき彼らはオブジェクトの同一平面上にありません。したがって、他の人ではありません、フォーカスを設定できるオブジェクトの 1 つ。また、サンプルの不一致や後続の高 NA イメージングの光軸から起きるこの部分に焦点を当てします。この空間依存解決から離れて照明光で残留のコヒーレンスに起因するフリンジ効果により観察される追加のぼかし処理します。

さらに、有効媒質近似の内訳は、解像度を制限します。波が横波のベクトル要素が大きすぎる真空の波長と比較して、ハイパー レンズで効果的な波長より小さいといつかなり、膜厚に匹敵します。したがって、有効媒質近似がもはや正しくありません。効果的な波長に近づくし、2 d、d は層の厚さ、双曲線形状からかなり逸脱する分散曲線と、波は伝播することはできません。これが 60 以内解像度制限ここに示す特定のハイパー レンズ システムの nm。我々 はまた、ハイパー レンズ画像を実現しますが、遠方で、フィールドの近くにオブジェクトを配置する必要がありますが言及する必要があります。それ以外の場合、サブの回折の特徴を運ぶエバネッ セント波双曲線媒体に到達できません。

ハイパー レンズの解像度に基礎の制限にもかかわらず、ハイパー レンズの円滑かつ完璧な球形構造を模倣して画像品質の向上に成功しました。滑らかなインターフェイスは等角の構造空間依存収差を軽減しながら低い散乱と以下の画像の歪みを保証します。さらに、hyperlenses を使用して超解像イメージングは、臨時の分散関係から発生したので蛍光または確率的手法など、その他の複雑なメカニズムの使用は無料です。その結果、ハイパー レンズは、後処理を必要としない、リアルタイム イメージングが可能になります。それはまた示されているように、従来の光学系セットアップと簡単に統合することができます光学モジュールとして働いて、複雑な実験的コンポーネントを含まない。また、薄膜プロセスはナノメートル スケールで制御可能な厚さの材料の広い範囲をスタックに使用できます。したがって、異なる材料を使用して異なる波長域で作業ハイパー レンズを加工できます。

ハイパー レンズで光学イメージングのための作製プロセスを紹介します。ハイパー レンズ ベースの光学系を使用してリアルタイムのラベル無料サブ回折実験により報告します。以来、ハイパー レンズは、単純な球面幾何学、イメージング環境での制約を緩和する他の自由度があります。たとえば、我々 のスケーラブルな製造方法を採用することにより実用性を改善したり体外イメージング アプリケーションを有効にするを作製する追加の手順を追加することにより、その多様性を展開します。Hyperlenses の使用は、リアルタイムでナノスケールで発生する生体ダイナミクスを観察する科学者になります。それは、生物学、医科学、材料工学など様々 な用途で使用するための超解像イメージング プラットフォームの次世代といえるかもしれません。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。

Acknowledgements

この作品は若い調査官プログラム (NRF 2015R1C1A1A02036464)、工学研究センター プログラム (NRF 2015R1A5A1037668)、グローバル フロンティア (CAMM 2014M3A6B3063708) によって財政上支えられる、m. k. s. s.、I.K. 認めるグローバル博士科学省、ICT と韓国政府の将来計画 (MSIP) によって資金を供給された国立研究財団の韓国 (NRF) グラントを通じてフェローシップ (NRF-2017H1A2A1043204、NRF-2017H1A2A1043322、NRF-2016H1A2A1906519)。

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. Negative Refraction Makes a Perfect Lens. Phys Rev Lett. 85, (18), 3966-3969 (2000).
  4. Fang, N., Liu, Z., Yen, T. -J., Zhang, X. Regenerating evanescent waves from a silver superlens. Opt Express. 11, (7), 682-687 (2003).
  5. Fang, N., Lee, H., Sun, C., Zhang, X. Sub-Diffraction-Limited Optical Imaging with a Silver Superlens. Science. 308, (5721), 534-537 (2005).
  6. Melville, D. O. S., Blaikie, R. J. Super-resolution imaging through a planar silver layer. Opt Express. 13, (6), 2127-2134 (2005).
  7. Taubner, T., Korobkin, D., Urzhumov, Y., Shvets, G., Hillenbrand, R. Near-Field Microscopy Through a SiC Superlens. Science. 313, (5793), 1595-1595 (2006).
  8. Jacob, Z., Alekseyev, L. V., Narimanov, E. Optical Hyperlens: Far-field imaging beyond the diffraction limit. Opt Express. 14, (18), 8247-8256 (2006).
  9. Lee, H., Liu, Z., Xiong, Y., Sun, C., Zhang, X. Development of optical hyperlens for imaging below the diffraction limit. Opt Express. 15, (24), 15886-15891 (2007).
  10. Liu, Z., Lee, H., Xiong, Y., Sun, C., Zhang, X. Far-Field Optical Hyperlens Magnifying Sub-Diffraction-Limited Objects. Science. 315, (5819), 1686-1686 (2007).
  11. Kim, M., Rho, J. Metamaterials and imaging. Nano Converg. 2, (1), 22 (2015).
  12. Byun, M., et al. Demonstration of nanoimprinted hyperlens array for high-throughput sub-diffraction imaging. Sci Rep. 7, 46314 (2017).
  13. Shekhar, P., Atkinson, J., Jacob, Z. Hyperbolic metamaterials: fundamentals and applications. Nano Converg. 1, (1), 14 (2014).
  14. Liu, L., et al. Sub-diffraction demagnification imaging lithography by hyperlens with plasmonic reflector layer. RSC Advances. 6, (98), 95973-95978 (2016).
  15. Sun, J., Xu, T., Litchinitser, N. M. Experimental demonstration of demagnifying hyperlens. Nano Lett. 16, (12), 7905-7909 (2016).
  16. Kim, M., et al. Deep sub-wavelength nanofocusing of UV-visible light by hyperbolic metamaterials. Sci Rep. 6, 38645 (2016).
  17. Rho, J., et al. Spherical hyperlens for two-dimensional sub-diffractional imaging at visible frequencies. Nat Commun. 1, 143 (2010).
  18. Chen, W., et al. Ultra-thin ultra-smooth and low-loss silver films on a germanium wetting layer. Opt Express. 18, (5), 5124-5134 (2010).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics