Колокольчик зонд

СЭМ-изображение зонда ближнего поля Campanile в искусственных цветах, изготовленного на краю оптического волокна с использованием наноимпринта. — СЭМ-изображение ближнего поля Campanile в искусственных цветах, изготовленное на краю оптического волокна с использованием наноимпринта. ^{[ 2 ]}

В ближнепольной сканирующей оптической микроскопии колокольчик представляет собой конический оптический зонд, имеющий форму колокольчика ( квадратной пирамиды ). Он сделан из оптически прозрачного диэлектрика , обычно кремнезема , а две его грани покрыты металлом, обычно золотом . На кончике зонда покрытые металлом грани разделены зазором в несколько десятков нанометров, который определяет пространственное разрешение зонда. Такая конструкция зонда позволяет собирать оптические сигналы, обычно фотолюминесценцию (ФЛ) или комбинационное рассеяние света , с субволновым разрешением, преодолевая дифракционный предел . ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

Колокольчик-зонд подсоединен к оптическому волокну, которое одновременно обеспечивает лазерное возбуждение исследуемого образца и собирает измеряемый сигнал. Зонд растрируется по образцу с помощью стандартного сканера сканирующей зондовой микроскопии , сохраняя расстояние до поверхности образца на уровне нескольких нанометров. ^{[ 1 ]} В отличие от традиционных (круглых) зондов ближнего поля, зонд-колокольчик не имеет частоты среза и нечувствителен к пространственной моде оптического ближнего поля. Следовательно, его применение не ограничивается тонкопленочными образцами. ^{[ 3 ]} Еще одним преимуществом колокольчатого зонда является высокая эффективность сбора сигнала, превышающая 90%. ^{[ 4 ]}

Колокольчатые зонды обычно изготавливаются следующим образом: стандартное цилиндрическое одномодовое оптическое волокно протравливается плавиковой кислотой для создания конического наконечника радиусом ок. 100 нм. (FIB) на вершине вырезается квадратная пирамида Затем с помощью фрезерования сфокусированным ионным лучом , а две ее грани покрываются металлом путем теневого испарения. Затем с помощью FIB на кончике открывается нанометровый зазор. ^{[ 3 ]} Альтернативный метод изготовления использует литографию наноимпринта для копирования колокольчатой пирамиды из формы. Такой подход существенно увеличивает скорость изготовления. ^{[ 2 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Бао, Вэй; Борис, Николай Дж.; Ко, Чанхён; Эх, Джонки; Фань, Вэнь; Трон, Эндрю; Чжан, Инцзе; Буянин Александр; Чжан, Цзе; Кабрини, Стивен; Эшби, Пол Д.; Вебер-Барджиони, Александр; Тонгай, Сефаттин; Аарон, Шауль; Оглтри, Д. Франк; Ву, Цзюньцяо; Салмерон, Майкл Б.; Шак, П. Джеймс (2015). «Визуализация наномасштабных экситонных релаксационных свойств неупорядоченных краев и границ зерен в монослое дисульфида молибдена» . Природные коммуникации . 6 : 7993. Бибкод : 2015NatCo...6.7993B . дои : 10.1038/ncomms8993 . ПМЦ 4557266 . ПМИД 26269394 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Калафиоре, Джузеппе; Кошелев Александр; Дарлингтон, Томас П.; Борис, Николай Дж.; Мелли, Мауро; Поляков, Александр; Кантарелла, Джузеппе; Аллен, Фрэнсис И.; Лам, Пол (10 мая 2017 г.). «Зонды ближнего поля колокольчатой формы, изготовленные методом наноимпринтной литографии на грани оптического волокна» . Научные отчеты . 7 (1): 1651. Бибкод : 2017NatSR...7.1651C . дои : 10.1038/s41598-017-01871-5 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5431761 . ПМИД 28490793 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Бао, В.; Мелли, М.; Казелли, Н.; Риболи, Ф.; Виерсма, Д.С.; Стаффарони, М.; Чу, Х.; Оглтри, DF ; Алони, С.; Бокор, Дж.; Кабрини, С.; Интонти, Ф.; Салмерон, МБ; Яблонович, Э.; Шук, Пи Джей; Вебер-Барджиони, А. (2012). «Картирование неоднородности рекомбинации локального заряда с помощью многомерной наноспектроскопической визуализации». Наука 338 (6112): 1317–21. Бибкод : 2012Sci...338.1317B . дои : 10.1126/science.1227977 . ПМИД 23224550 .
^ Шапель, Марк Лами де ла; Гуччиарди, Пьетро Джузеппе; Лиджи-Гиги, Натали (28 октября 2015 г.). Справочник по расширенной спектроскопии . Пан Стэнфорд Паблишинг. стр. 366–. ISBN 978-981-4613-33-0 .

[r1-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Бао, Вэй; Борис, Николай Дж.; Ко, Чанхён; Эх, Джонки; Фань, Вэнь; Трон, Эндрю; Чжан, Инцзе; Буянин Александр; Чжан, Цзе; Кабрини, Стивен; Эшби, Пол Д.; Вебер-Барджиони, Александр; Тонгай, Сефаттин; Аарон, Шауль; Оглтри, Д. Франк; Ву, Цзюньцяо; Салмерон, Майкл Б.; Шак, П. Джеймс (2015). «Визуализация наномасштабных экситонных релаксационных свойств неупорядоченных краев и границ зерен в монослое дисульфида молибдена» . Природные коммуникации . 6 : 7993. Бибкод : 2015NatCo...6.7993B . дои : 10.1038/ncomms8993 . ПМЦ 4557266 . ПМИД 26269394 .

[r4-2] Перейти обратно: ^а ^б Калафиоре, Джузеппе; Кошелев Александр; Дарлингтон, Томас П.; Борис, Николай Дж.; Мелли, Мауро; Поляков, Александр; Кантарелла, Джузеппе; Аллен, Фрэнсис И.; Лам, Пол (10 мая 2017 г.). «Зонды ближнего поля колокольчатой формы, изготовленные методом наноимпринтной литографии на грани оптического волокна» . Научные отчеты . 7 (1): 1651. Бибкод : 2017NatSR...7.1651C . дои : 10.1038/s41598-017-01871-5 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5431761 . ПМИД 28490793 .

[r2-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Бао, В.; Мелли, М.; Казелли, Н.; Риболи, Ф.; Виерсма, Д.С.; Стаффарони, М.; Чу, Х.; Оглтри, DF ; Алони, С.; Бокор, Дж.; Кабрини, С.; Интонти, Ф.; Салмерон, МБ; Яблонович, Э.; Шук, Пи Джей; Вебер-Барджиони, А. (2012). «Картирование неоднородности рекомбинации локального заряда с помощью многомерной наноспектроскопической визуализации». Наука 338 (6112): 1317–21. Бибкод : 2012Sci...338.1317B . дои : 10.1126/science.1227977 . ПМИД 23224550 .

[r3-4] Шапель, Марк Лами де ла; Гуччиарди, Пьетро Джузеппе; Лиджи-Гиги, Натали (28 октября 2015 г.). Справочник по расширенной спектроскопии . Пан Стэнфорд Паблишинг. стр. 366–. ISBN 978-981-4613-33-0 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]