Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Den Nya FÄMetoden Avslöjer Hemligheter av Mystiska Nano-Storleksanpassade Elektromagnetiska Hotspots

Published on January 20, 2011 at 6:32 AM

Hemligheterna bak de mystiska nano-storleksanpassade elektromagnetiska ”hotspotsna” som visas belägger med metall på ytbehandlar under ett ljust avslöjs slutligen med hjälpen av ett FÄ.

Forskare på U.S.-Avdelningen av (DOE) Energis Laboratoriumet för den Lawrence Berkeley Medborgare (det Berkeley Labbet) har framkallat en singelmolekyl som avbildar teknologi som dubbas den Brownian UtsändarAdsorptionToppen-Upplösning Tekniken (FÄT), som har gjort det möjligheten för att den första tiden ska mäta direkt det elektromagnetiskt, sätter in insida en hotspot. Resultaten rymmer löftet för ett nummer av inklusive sol- energi för teknologier och kemisk avkänning.

Hotspots för visning för Elektronmicrograph nano-storleksanpassade elektromagnetiska filmar multipeln på ett aluminium.

”Med vår FÄmetod, var vi kompetent att kartlägga det elektromagnetiskt sätter in profilerar inom en så liten singelhotspot, som 15 nanometers med en exakthet besegrar till 1,2 nanometers, in precis några noterar,” något att säga Xiang Zhang, en främsta utredare med det Berkeley Labb Uppdelning för Vetenskaper för Material och Ernest S. Kuh den Begåva Varade ordförande vid Professorn på Universitetar av Kalifornien (UC), Berkeley. ”Upptäckte Vi, att sätta in lokaliseras och, i motsats till ett typisk elektromagnetiskt sätter in, fortplantar högt inte till och med utrymme. Sätta in har också ett exponential- att forma att löneförhöjningar steeply till ett maximalt och förfaller därefter fastar mycket.”,

Zhang som riktar Centrera för Scalable och Inbyggda NanoManufacturing (SINAM), en National Science FoundationNano-Fjäll Vetenskap och att Iscensätta Centrerar på Uc Berkeley, är den motsvarande författare av ett pappers- på denna forskning som visas i föra journal överNaturen under titeln ”som Kartlägger Fördelningen av Elektromagnetiskt, Sätter In Insida en 15nm Storleksanpassad Hotspot av SingelMolekylen som Avbildar.”, Co-Vara upphovsman till det pappers- med Zhang var Hu Cang, Anna Labno, Changgui Lu, Xiaobo Yin, Ming Liu, och Christopher Gläder.

Under optisk belysning ytbehandlar den metalliska busen ska blivet prickig med mikroskopiska hotspots, var det ljust begränsas starkt i områden som mäter tio av nanometers i diameter, och Ramanen (den inelastic) som spridningen av det ljust förhöjs av 14, beställer upp till av storlek. Observerade Först mer, än 30 år sedan, sådan hotspots har anknutits till få effekt av ytbehandlar roughness på elektroniska plasmons (ytbehandla vinkar) och andra lokaliserade elektromagnetiska funktionslägen. Emellertid under de förgångna tre årtiondena, har varit lite lärt om beskärningarna av dessa hotspots.

”Fantastiskt, tusentals legitimationshandlingar för illviljan på detta problem och olika teorier, är vi första som försöksvis bestämmer naturen av det elektromagnetiskt, sätter in insida av sådan nano-storleksanpassade hotspots,” något att säga Hu Cang, den bly- författare på den pappers- Naturen och en medlem av Zhangs forskninggruppen. ”Den 15 nanometerhotspoten som vi mätte är om storleksanpassa av en proteinmolekyl. Vi tror där är hotspots, som kan även vara mindre, än en molekyl.”,

Därför Att storleksanpassa av dessa metalliska hotspots är långt mindre än den ljusa våglängden av incidentet, var en ny teknik nödvändig att kartlägga det elektromagnetiskt sätter in inom en hotspot. De Berkeley forskarna framkallade FÄmetoden för att kapitalisera på faktumet att fluorescerande färgmolekylar för individ kan lokaliseras med singelnanometerexakthet. Fluorescencestyrkan av individmolekylar som adsorberas på ytbehandla, ger en rikta mäter av det elektromagnetiskt sätter in insida en singelhotspot. FÄT använder det Brownian vinkar av singelfärgmolekylar i en lösning för att göra färgerna att avläsa insidan av singelhotspot stochastically, en molekyl i sänder.

”Formar det exponential- oss grundar för det elektromagnetiskt sätter in inom en hotspot är riktar bevisar för existensen av ett lokaliserat elektromagnetiskt sätter in, som motsatt till den mer allmänningen bilda av Gaussian fördelning,” Cang något att säga. ”Finns Det flera som konkurrerar mekanism som är föreslagen för hotspots, och vi är nu funktionsdugliga vidare att undersöka dessa grundmekanism.”,

FÄT startar med doppa av en ta prov i en lösning av fritt att sprida ut fluorescerande färg. Sedan diffusionen av färgen är mycket snabbare än avbildaförvärvtiden (0,1 millisekunder vs. 50 millisekunder to-100), producerar fluorescencen en homogen bakgrund. När en färgmolekyl adsorberas på ytbehandla av en hotspot, visas den, som en ljuspunkt avbildar in, med styrkan av fläcken som anmäler lokalen, sätter in styrka.

”, Genom att använda ett maximum metod för localization för sannolikhetsingelmolekyl, kan molekylen lokaliseras med singelnanometerexakthet,” Zhang något att säga. ”Efter färgmolekylen blekas (typisk inom hundratals millisekunder), försvinner fluorescencen, och hotspoten är ordnar till för den nästa adsorptionhändelsen.”,

När Du Väljer den högra koncentrationen av färgmolekylarna möjliggör adsorptionen klassar på ytbehandla av en hotspot som ska kontrolleras, så att endast en adsorberad molekyl sänder ut fotoner i sänder. Sedan FÄT använder en kamera för att anteckna händelserna för singelmolekyladsorption, beskådar multipelhotspots inom en sätta in av av upp till en kvadrerar millimeter kan avbildas i parallell.

I deras pappers- ser Zhang och hans kollegor att hotspots som sätts för att använda i ett brett spänner av applikationer, start med danandet av högt effektiva sol- celler och apparater som kan avkänna svagt kemiskt, signalerar.

”Är en hotspot lik en lins som kan fokusera lätt till en liten fläck med en fokusering driver väl det okända någon konventionell optik,” Cang något att säga. ”Fördriva en konventionell lins kan endast fokusera lätt till en fläck om halva våglängden av synligt ljust (omkring 200-300 nanometers), oss bekräftar nu att en hotspot kan fokusera lätt till enstorleksanpassad fläck.”,

Till Och Med denna ovanliga fokusering driva, hotspots kunde vara den van vid koncentratsunen lätt på de photocatalytic platserna av sol- apparater, därmed portionen för att maximera ljus plockning och bevattna-blixtra effektivitet. För upptäckten av svagt kemiskt signalerar, e.g. från en singelmolekyl, kunde en hotspot vara van vid fokuserar incident lätt, så att den exponerar endast molekylen av intresserar och att förhöja signalera och minimera därmed bakgrunden.

FÄT gör också det möjlighet till studien uppförandet av ljust, som det passerar till och med en nanomaterial, ett kritiskt dela upp i faktorer inför framtiden utveckling av nano-optik och metamaterial apparater. Lider är experimentella tekniker för Ström från inskränkt upplösning och svåra att genomföra på riktigt nanoscalen.

”Erbjuder FÄT ett aldrig tidigare skådat tillfälle att mäta, hur en nanomaterial förändrar fördelningen av ljust, som ska vägleder utvecklingen av avancerade nano-optik apparater,” något att säga Cang. ”Ska Vi också bruksFÄT för att svara att några utmanas problem ytbehandlar in vetenskap, liksom var och vad är aktivplatserna i en katalysator, hur energin eller laddningsöverföringen mellan molekylar och en nanomaterial, och vad bestämmer ytbehandlar hydrophobicity. Dessa problem kräver en teknik med elektron-microscopy jämn upplösning och optisk information om spektroskopi. FÄT är en göra perfekt bearbetar för dessa problem.”,

Källa: http://www.lbl.gov/

Last Update: 26. January 2012 23:04

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit