नई जानवर विधि मिस्टीरियस नैनो आकार के विद्युत चुम्बकीय आकर्षण के केंद्र के रहस्य का पता चलता है है

Published on January 20, 2011 at 6:32 AM

रहस्यमय नैनो आकार विद्युत "hotspots" है कि एक प्रकाश के तहत धातु सतहों पर दिखाई देते हैं पीछे रहस्य अंत में एक जानवर की मदद के साथ कर रहे हैं पता चला जा रहा है.

अमेरिका के ऊर्जा विभाग (Doe) लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला (बर्कले लैब) में शोधकर्ताओं ने एक अणु इमेजिंग तकनीक विकसित किया है, ब्राउनियन Emitter सोखना सुपर संकल्प (जानवर) तकनीक है कि यह संभव पहली बार के लिए बना दिया है करार दिया सीधे एक Hotspot के अंदर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को मापने के लिए. परिणाम सौर ऊर्जा और रासायनिक संवेदन सहित प्रौद्योगिकियों के एक नंबर के लिए वादा पकड़.

इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ एक एल्यूमीनियम फिल्म पर एकाधिक नैनो आकार के विद्युत चुम्बकीय आकर्षण के केंद्र दिखा.

"हमारे जानवर विधि के साथ, हम एक एकल के रूप में एक सटीकता के नीचे बस कुछ ही मिनटों में 1.2 नैनोमीटर, के साथ 15 नैनोमीटर के रूप में छोटे hotspot के भीतर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र प्रोफ़ाइल नक्शा करने में सक्षम थे" जियांग झांग, बर्कले लैब सामग्री के साथ एक प्रमुख अन्वेषक कहते हैं विज्ञान डिवीजन और अर्नेस्ट एस Kuh संपन्न कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय (यूसी), बर्कले के प्रोफेसर अध्यक्षता. "हम खोज की है कि क्षेत्र अत्यधिक स्थानीयकृत है और एक ठेठ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के विपरीत, अंतरिक्ष के माध्यम से प्रचार नहीं करता है क्षेत्र में भी एक घातीय आकार है कि एक चोटी के लिए तेजी से उगता है और फिर बहुत तेजी से decays है."

जांग, जो स्केलेबल और एकीकृत (SINAM) nanomanufacturing, एक राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन नैनो पैमाने पर विज्ञान और इंजीनियरिंग UC बर्कले में केंद्र के लिए केंद्र को निर्देश इस शोध पर एक कागज है कि शीर्षक के अंतर्गत जर्नल नेचर में प्रकट होता है की इसी लेखक है " एकल अणु इमेजिंग द्वारा एक 15nm आकार हॉटस्पॉट के अंदर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वितरण मानचित्रण. " सह झांग कागज के साथ संलेखन हू Cang, अन्ना Labno, Changgui लू, Xiaobo यिन, मिंग लियू और क्रिस्टोफर प्रसन्न थे.

ऑप्टिकल रोशनी के तहत, किसी न किसी धातु सतहों सूक्ष्म आकर्षण के केंद्र है, जहां प्रकाश दृढ़ता से व्यास में nanometers के दसियों को मापने के क्षेत्रों में ही सीमित है के साथ बिंदीदार हो, और प्रकाश की रमन प्रकीर्णन (बेलोच) परिमाण के 14 आदेश से बढ़ी है. पहले 30 वर्ष से अधिक पहले मनाया, इस तरह के आकर्षण के केंद्र plasmons (इलेक्ट्रॉनिक सतह तरंगों) और अन्य स्थानीयकृत विद्युत मोड पर सतह खुरदरापन के प्रभाव से जोड़ा गया है. हालांकि, पिछले तीन दशकों के दौरान, थोड़ा इन के आकर्षण के केंद्र के मूल के बारे में सीखा है.

", आश्चर्यजनक, इस समस्या को और विभिन्न सिद्धांतों पर कागजात के हजारों के बावजूद, हम करने के लिए प्रयोगात्मक इस तरह के एक नैनो आकार के आकर्षण के केंद्र के अंदर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की प्रकृति का निर्धारण करने के लिए पहली बार कर रहे हैं" हू Cang, प्रकृति कागज पर सीसा लेखक और एक सदस्य कहते हैं जांग अनुसंधान समूह के. "15 नैनोमीटर hotspot हम एक प्रोटीन अणु के आकार के बारे में मापा है हमें विश्वास है कि वहाँ के आकर्षण के केंद्र भी है कि एक अणु से छोटा हो सकता है."

क्योंकि इन धातु के आकर्षण के केंद्र के आकार तक घटना प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटा है, एक नई तकनीक के लिए एक Hotspot के भीतर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र नक्शा की जरूरत थी. बर्कले शोधकर्ताओं ने जानवर को तथ्य यह है कि व्यक्ति फ्लोरोसेंट डाई अणु एकल नैनोमीटर सटीकता के साथ स्थानीयकृत किया जा सकता है है पर भुनाने की विधि विकसित की है. व्यक्तिगत सतह पर adsorbed अणुओं के प्रतिदीप्ति तीव्रता एक एकल hotspot के अंदर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का एक सीधा उपाय प्रदान करता है. जानवर रंजक एकल hotspot के अंदर stochastically स्कैन, एक समय में एक अणु बनाने के लिए एक समाधान में एक डाई अणु की ब्राउनियन गति का इस्तेमाल करता.

"घातीय आकार हम एक Hotspot के भीतर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए मिला एक स्थानीय विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के रूप में गाऊसी वितरण के अधिक आम फार्म विरोध के अस्तित्व के लिए प्रत्यक्ष प्रमाण है" Cang कहते हैं. "वहाँ कई प्रतिस्पर्धा के आकर्षण के केंद्र के लिए प्रस्तावित है और अब हम आगे इन मौलिक तंत्र की जांच करने के लिए काम कर रहे हैं तंत्र हैं."

जानवर आज़ादी diffusing फ्लोरोसेंट डाई की एक समाधान में एक नमूना के submerging के साथ शुरू होता है. चूंकि डाई प्रसार बहुत छवि अधिग्रहण समय (0.1 मिसे बनाम-50-100 मिलीसेकेंड) की तुलना में तेजी है, प्रतिदीप्ति एक सजातीय पृष्ठभूमि पैदा करता है. जब एक डाई अणु एक Hotspot की सतह पर adsorbed है, यह स्थानीय क्षेत्र शक्ति स्पॉट रिपोर्टिंग की तीव्रता के साथ छवियों में एक उज्ज्वल स्थान के रूप में प्रकट होता है.

"एक अधिकतम संभावना एक अणु स्थानीयकरण विधि का उपयोग करके, अणु एकल नैनोमीटर सटीकता के साथ स्थानीयकृत किया जा सकता है," झांग कहते हैं. "के बाद डाई अणु प्रक्षालित है (आमतौर पर मिसे के सैकड़ों के भीतर), प्रतिदीप्ति गायब हो जाता है और hotspot अगले सोखना घटना के लिए तैयार है."

Last Update: 4. November 2011 21:56

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