Автор Тема: Терагерцовая микроскопия вошла в область изучения нанообъектов  (Прочитано 216 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 8 651
  • Репутация: +33/-8
    • Просмотр профиля
Разрешение лазерной терагерцовой эмиссионной микроскопии удалось довести до 20 нанометров. Такого эффекта физики из США и Дании смогли добиться, дополнив терагерцовый микроскоп ближнепольным зондом, что повысило его разрешающую способность сразу на три порядка. Работа опубликована в ACS Photonics.

Лазерная терагерцовая эмиссионная микроскопия используется для исследования сверхбыстрой динамики носителей заряда или поляризации внутри кристалла. В основе метода лежит возбуждение с помощью фемтосекундных лазерных импульсов в материале терагерцового излучения. Исследование возбужденных при этом носителей заряда, которые двигаются с ускорением, дает информацию о локальном электрическом поле внутри кристалла. До настоящего времени пространственное разрешение такого метода ограничивалось дифракционным пределом, поэтому нельзя было исследовать объекты или области кристалла, размер которых меньше длины волны возбуждающего лазера.

В своей новой работе международная группа ученых из США и Дании предложила способ увеличить пространственное разрешение лазерного терагерцового микрооскопа, совместив его с зондом сканирующего ближнепольного микроскопа. В качестве такого зонда используется металлическая иголка с очень тонким острием. Во-первых, она ограничивает поле падающего света, что повышает разрешающую способность метода до длин меньше длины волны, а во-вторых, рассеяние света приводит к появлению оптической нелинейности в области между исследуемым образцом и кончиком иголки. В результате этого эффекта размер исследуемой области становится практически равен размеру кончика иголки, и доводит разрешение метода до 20 нанометров. Подобное совмещение ученые уже использовали для увеличения разрешающей способности инфракрасной микроскопии.

Схема работы терагерцового микроскопа повышенного разрешения. Справа приведены изображения золотого наностержня, полученные с помощью атомно-силовой, инфракрасной и терагерцовой микроскопии. Mittleman Lab / Brown University

Для проверки предложенной схемы ученые совместили источник фемтосекундных лазерных импульсов длиной волны 820 нанометров с атомно-силовым микроскопом. В такой конфигурации иголка атомно-силового микроскопа одновременно выполняла и функцию ближнепольного зонда. С помощью такого устройства авторы работы получили изображение золотых наностержней, нанесенных на поверхность арсенида индия. Арсенид индия является источником терагерцовых волн, поэтому фактически такая установка позволяла совместить сразу три метода: атомно-силовую, инфракрасную и терагерцовую эмиссионую микроскопии.

Сравнение изображений, полученных разными методами, показали, что действительно разрешающая способность каждого из методов ограничивается только размером острия иголки и достигает 20 нанометров. А сравнение этих результатов с данными терагерцовой эмиссионной микроскопии в чистом виде показало, использование ближнепольного зонда улучшает разрешающую способность мтеода почти в тысячу раз.

По словам ученых, разработанный ими метод позволит исследовать с повышенной точностью электронные свойства самых разнообразных материалов, в частности, многослойных первоскитных солнечных батарей, эффективность которых зависит переноса заряда на межзеренных границах.

P. Klarskov et al./ ACS Photonics, 2017

Терагерцовое излучение может использоваться не только для исследования электронных свойств различных материалов, но и для более необычных задач. Например, с помощью терагерцовой спектрометрии удается определять пола цыпленка до его вылупления из яйца. Еще одним вариантом применения терагерцового излучения является чтение закрытых книг.

Оффлайн evilimp

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 747
  • Репутация: +27/-4
  • Пол: Мужской
    • Просмотр профиля
Терагерцовое излучение может использоваться не только для исследования электронных свойств различных материалов, но и для более необычных задач. Например, с помощью терагерцовой спектрометрии удается определять пола цыпленка до его вылупления из яйца. Еще одним вариантом применения терагерцового излучения является чтение закрытых книг.
Это прекрасно. Осталось заняться чтение ненаписанных книг и определением пола цыплят в съеденных яйцах.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 8 651
  • Репутация: +33/-8
    • Просмотр профиля
Это прекрасно. Осталось заняться чтение ненаписанных книг и определением пола цыплят в съеденных яйцах.
ВЫ боитесь что данный метод не найдет другого применения? По разрешению он лежит между оптической и электронной микроскопием, и как я понял, не требует  вакуумирования образцов, что сильно упрощает его применение

Оффлайн evilimp

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 747
  • Репутация: +27/-4
  • Пол: Мужской
    • Просмотр профиля
ВЫ боитесь что данный метод не найдет другого применения? По разрешению он лежит между оптической и электронной микроскопием, и как я понял, не требует  вакуумирования образцов, что сильно упрощает его применение
Ничего я не боюсь. Удивляет только неизменная идиотия научпопа. Так просто столь идиотских примеров применения и не подберешь.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 8 651
  • Репутация: +33/-8
    • Просмотр профиля
Ничего я не боюсь. Удивляет только неизменная идиотия научпопа. Так просто столь идиотских примеров применения и не подберешь.
Научпоп он сильно гадит науке. Популяризаторы обычно откровенно ничего не понимают в популяризуемом предмете.

Но определение куриных яиц по полу позволяет  заранее рассортировать яйца по полу, что проще, чем сортировать живых цыплят и ответственно, одних сразу отправить выращивать на мясо, а других выращивать как несушек. Меньше геморроя и выход годных больше, не зачем цыплят лишний раз  пугать и ловить.

Оффлайн evilimp

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 747
  • Репутация: +27/-4
  • Пол: Мужской
    • Просмотр профиля
Научпоп он сильно гадит науке. Популяризаторы обычно откровенно ничего не понимают в популяризуемом предмете.

Но определение куриных яиц по полу позволяет  заранее рассортировать яйца по полу, что проще, чем сортировать живых цыплят и ответственно, одних сразу отправить выращивать на мясо, а других выращивать как несушек. Меньше геморроя и выход годных больше, не зачем цыплят лишний раз  пугать и ловить.
Думается, что для диагностики яиц можно придумать несравнимо более простые и дешевые способы.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 8 651
  • Репутация: +33/-8
    • Просмотр профиля
Думается, что для диагностики яиц можно придумать несравнимо более простые и дешевые способы.
Если метод придуман и используется, то зачем его менять? Может быть некий постой прибор, который выполняет всего одну функцию.
Я когда-т о участвовал в разработке Фурье-спектрометра, который был настроен  на узкую полосу спектра  и работал как индикатор -измерял  интенсивность поглощения в этой точке и рассчитывал по ней концентрацию искомого вещества.

Оффлайн Литератор

  • Конструктивисты
  • Эксперт
  • *
  • Сообщений: 5 576
  • Репутация: +17/-2
    • Просмотр профиля
Это прекрасно. Осталось заняться чтение ненаписанных книг и определением пола цыплят в съеденных яйцах.
Мы об этом мечтаем. Когда?