Терагерцовую микроскопию приспособили для изучения нанообъектов

Терагерцовую микроскопию приспособили для изучения нанообъектов

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.

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.

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.

Александр Дубов

N+1

Похожие новости:
Атомно-силовую микроскопию приспособили для диагностики рака
Швейцарские ученые разработали наномеханический датчик для быстрой и простой диагностики формы меланомы. Принцип его работы напоминает атомно-силовой микроскоп. Отчет о работе опубликован в журнале Nano Letters. Меланома — это злокачественное новообразование из пигментных клеток (меланоцитов). Она представляет собой наиболее опасную форму ..
2016-09-13 14142 0 Технология
0
Физики разработали фемтосекундную микроскопию для электромагнитных полей
Физики из Университета Людвига Максимилиана разработали новую методику электронной микроскопии, которая позволяет увидеть сверхбыстрые колебания электромагнитного поля. Ученые проверили ее, проанализировав изменения в электронном поле, которые происходят при взаимодействии метаматериалов с видимым светом. По словам авторов, новый метод микроскопии ..
2016-07-25 1698 0 Технология
0
Ученые создали InfraStruct для 3d печати
Терагерцовое излучение, которое, в силу своего диапазона длин волн также называют субмиллиметровым излучением, снижается между микроволновым и инфракрасным излучением в электромагнитном спектре. Его полезность — вплоть до того, что оно может проникать в различные ткани, бумаги и пластмассы, не причиняя ..
2013-07-26 685 0 Технология
0
Ученые разработали микроскопический датчик силы
Физики из России, Белоруссии и Испании разработали микроскопический датчик силы, в своем устройстве использующий углеродные нанотрубки. Описание датчика представлено к публикации в журнале Computational Materials Science, с ее кратким содержанием можно ознакомиться на сайте Московского физико-технического института. Устройство представляет ..
2014-07-01 1097 0 Технология
0
Биологи изобрели субклеточное секвенирование РНК
Биологи под руководством известного генетика Джорджа Черча создали метод секвенирования РНК in situ, который позволяет составить карту экспрессии тысяч генов в масштабах от субклеточного уровня до целого мозга или эмбриона. Описание метода опубликовано в Science, кратко о нем можно посмотреть ..
2014-03-04 905 0 Технология
0
Физики создали нанотермометры для замера температуры единичных клеток
Китайские и американские физики создали миниатюрные нанотермометры на основе так называемых квантовых точек, микроскопических источников света, при помощи которых можно отслеживать температуру клеток в организме и отдельных их частей, что поможет медикам бороться с инфекционными болезнями и воспалениями, говорится в статье, ..
2015-07-16 2789 0 Технология
0
Ученые разработали лазерный пинцет
В то время, как геймеры с помощью игрового контроллера Microsoft Kinect управляют виртуальными объектами на экранах компьютера, ученые используют эту технологию в подобных, но немного других целях. Они так же жестикулируют и двигаются перед контроллером, но это не компьютерная игра, они управляют реальными микроскопическими объектами с помощью ..
2012-11-12 1133 0 Технология
0
ВМФ получил аппараты Гавиа для изучения подводных глубин
Первая партия автономных необитаемых подводных аппаратов типа «Гавиа» для изучения морского дна на глубине до 2 тыс. метров предоставлена ВМФ России, сообщил генеральный директор компании «Тетис Про» Алексей Кайфаджян в ходе Дня инноваций министерства обороны России. «Поставка для Главного управления ..
2013-08-20 1030 0 Технология
1
Для создания мебели приспособили 3D-принтер
Израильский инженер Андрей Гришко создал станок, который позволяет создавать трехмерные объекты не за счет традиционных для 3D-принтеров методов, а за счет плетения из смоченных клеем нитей. В своей бакалаврской работе он продемонстрировал пригодность своего изобретения для изготовления простых предметов ..
2013-08-10 1588 0 Технология
0
Аллерген приспособили в качестве анода для аккумулятора
Ученые предложили использовать пыльцу в литий-ионных аккумуляторах в качестве сырья для создания анодов. Статья была опубликована в журнале открытого доступа Scientific Reports.Чтобы получить материал для электродов, исследователи подвергли пыльцу рогоза и пчелиную пыльцу твердотельному пиролизу в присутствии инертного ..
2016-02-08 874 0 Технология
0
Помпоны из графена приспособили для аккумуляторов будущих смартфонов
Ученые из южнокорейского университета изготовили самые необычные 3D-помпоны их графена (сростки тонких лепестков на подобии помпона или шарика из гофрированной бумаги), что должно позволить использовать это вещество в батареях. Графен является одним из лучших электропроводников в мире, однако его структурное строение не позволяет ..
2015-01-22 5765 0 Технология
-2
Ученые нашли новый метод изучения фотосинтеза
Растения преобразовывают энергию из солнечного света в химическую энергию в процессе, называемом фотосинтез. Эта энергия передается затем людям и животным, которые едят растения, и, таким образом, фотосинтез является основным источником энергии для всего живого на Земле. Но фотосинтетическая активность ..
2014-03-26 1090 0 Технология
1
Квантовую механику приспособили для защиты кредитных карт
Группа нидерландских ученых воспользовалась принципами квантовой механики для создания практически неуязвимого для злоумышленников метода аутентификации ключа на кредитных картах. «Квантово-безопасная идентификация» позволяет опознать настоящего владельца объекта, даже если ключевая информация (о структуре карты, например) ..
2014-12-16 6161 0 Технология
1
Создано наножидкое устройство для сортировки молекул ДНК
Исследователи из Корнелльского университета (Cornell University) разработали наножидкое устройство, которое можно использовать для анализа эпигенетических изменений в ДНК, при этом для изучения выделяя одну молекулу за один раз, сообщает «PC-News.info». Эпигенетика — изучение наследуемых изменений в фенотипе или экспрессии ..
2012-05-30 897 0 Технология
1
Из стволовых клеток вырастили живой человеческий мини-мозг
Ученые из Института молекулярной биотехнологии при Академии наук Австрии, используя разработанную ими новую методику, впервые смогли успешно вырастить из стволовых клеток крошечные, размером с горошину, кластеры клеток ткани человеческого головного мозга. Авторы полагают, что такие выращенные ..
2013-08-29 1029 0 Технология
1