Soyut Renkli Nanopartiküller

Yüksek verimliliğe sahip bir prob kullanan yeni renkli fotoğrafçılık, nano ölçekli renkli görüntüleme için beyaz ışığı 6 nanometrelik bir noktaya süper odaklayabilir.

Bilim adamları, yeni nesil elektronikler için o kadar küçük yeni malzemeler geliştirdiler ki, bunlar yalnızca yakından paketlendiklerinde ayırt edilemez olmakla kalmıyorlar, aynı zamanda en güçlü optik mikroskoplarla bile renkler gibi ince ayrıntıları gösterecek kadar ışığı yansıtmıyorlar. Bir optik mikroskop altında, örneğin karbon nanotüpler grimsi görünür. Tek tek nanomalzeme parçaları arasındaki ince ayrıntıları ve farklılıkları ayırt edememe, bilim insanlarının benzersiz özelliklerini incelemelerini ve onları endüstriyel kullanım için mükemmelleştirmenin yollarını keşfetmelerini zorlaştırıyor.

Yeni bir raporda Doğa İletişimiUC Riverside’dan araştırmacılar, lamba ışığını nanometre boyutunda bir noktaya sıkıştıran devrim niteliğinde bir görüntüleme teknolojisini tanımlıyor. Bu ışığı, “Lumos” büyüsünü uygulayan bir Hogwarts öğrencisi gibi gümüş bir nanotelin ucunda tutar ve renkler de dahil olmak üzere daha önce görünmeyen ayrıntıları ortaya çıkarmak için kullanır.

Renkli görüntüleme çözünürlüğünü benzeri görülmemiş 6 nanometre düzeyine çıkaran ilerleme, bilim insanlarının nanomateryalleri elektronik ve diğer uygulamalarda daha kullanışlı hale getirmek için yeterince ayrıntılı görmelerine yardımcı olacak.

Tungsten Lamba Gümüş Nanotel

Bir tungsten lambadan gelen “beyaz” ışık, bir numunenin ışık saçılımını ve emilimini yüksek doğrulukla kontrol etmek için gümüş bir nanotelin ucuna odaklanır. Kredi bilgileri: Ma et. al, 2021

UC Riverside’daki Marlan ve Rosemary Bourns Mühendislik Koleji’nde doçent olan Ming Liu ve Ruoxue Yan, bu benzersiz aracı ekip tarafından geliştirilen bir süper odaklama tekniği ile geliştirdi. Teknik, herhangi bir odaklama merceğine ihtiyaç duymadan 1 nanometre uzaysal çözünürlükte moleküler bağların titreşimini gözlemlemek için önceki çalışmalarda kullanılmıştır.

Yeni raporda, Liu ve Yan, aracı sadece molekül titreşimleri yerine rengi oluşturmak ve nesnenin elektronik bant yapılarını göstermek için kullanılabilen tüm görünür dalga boyu aralığını kapsayan sinyalleri ölçmek için değiştirdi. Alet, bir tungsten lambadan gelen ışığı, ışığın gümüş yüzeydeki serbest elektronların salınım dalgası tarafından taşındığı sıfıra yakın saçılma veya yansıma ile gümüş bir nanotele sıkıştırır.

Fiber-in-Fiber-Out Süreci

Bu görselleştirme, optik spektroskopi ölçümü için fiber giriş fiber çıkış sürecini gösterir. Kredi: Liu Grubu/UCR

Yoğunlaştırılmış ışık, bir el fenerinden gelen ışık demeti gibi, sadece 5 nanometre yarıçapa sahip gümüş nanotel ucunu konik bir yolda bırakır. Uç bir nesnenin üzerinden geçtiğinde, ışın şekli ve rengi üzerindeki etkisi algılanır ve kaydedilir.

Liu, “Bu, bir hortumdan su püskürtmeyi kontrol etmek için başparmağınızı kullanmak gibidir,” dedi, “Başparmak konumunu değiştirerek istenen püskürtme düzenini nasıl elde edeceğinizi biliyorsunuz ve benzer şekilde, deneyde, ışık düzenini okumak için okuyoruz. 5 nm boyutlu ışık başlığını engelleyen nesnenin detayları.”

Işık daha sonra küçük bir halka şekli oluşturduğu bir spektrometreye odaklanır. Araştırmacılar, bir alan üzerinde sondayı tarayarak ve her piksel için iki spektrum kaydederek, absorpsiyon ve saçılma görüntülerini renklerle formüle edebilirler. Orijinal olarak grimsi karbon nanotüpler ilk renkli fotoğraflarını alırlar ve bireysel bir karbon nanotüp artık benzersiz rengini sergileme şansına sahiptir.

Yan, “Atomik olarak pürüzsüz, keskin uçlu gümüş nanotel ve neredeyse dağılmayan optik bağlantı ve odaklama, görüntüleme için kritik öneme sahiptir.” Dedi. “Aksi takdirde, arka planda tüm çabayı mahveden yoğun bir dağınık ışık olurdu. “

Araştırmacılar, yeni teknolojinin yarı iletken endüstrisinin elektronik cihazlarda kullanım için tutarlı özelliklere sahip tek tip nanomalzemeler yapmasına yardımcı olacak önemli bir araç olabileceğini umuyorlar. Yeni tam renkli nano görüntüleme tekniği, kataliz, kuantum optiği ve nanoelektronik anlayışını geliştirmek için de kullanılabilir.

Referans: Xuezhi Ma, Qiushi Liu, Ning Yu, Da Xu, Sanggon Kim, Zebin Liu, Kaili Jiang, Bryan M tarafından “nanometre ölçekli beyaz ışık kaynağı kullanılarak karbon nanotüplerin 6 nm süper çözünürlüklü optik iletimi ve saçılma spektroskopik görüntülemesi” Wong, Ruoxue Yan ve Ming Liu, 25 Kasım 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-27216-5

Araştırmaya, UCR Riverside’daki doktora araştırmasının bir parçası olarak proje üzerinde çalışan Xuezhi Ma tarafından Liu, Yan ve Ma katıldı. Araştırmacılar ayrıca UCR öğrencileri Qiushi Liu, Ning Yu, Da Xu, Sanggon Kim; Tsinghua Üniversitesi’nden Zebin Liu ve Kaili Jiang ve UCR profesörü Bryan Wong.





#Sihirli #Değnek #Önceden #Görünmeyen #Renkli #NanoDünyayı #Ortaya #Çıkardı