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奈米技術/SNOM

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掃描近場光學顯微鏡 (SNOM)

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如果使用倏逝波而不是行波,則可以繞過光學顯微鏡的阿貝衍射極限。 SNOM 可以比作聽診器[1]:儘管醫生聽到的心跳聲音的波長約為 100 米,但他仍可以以幾釐米的精度定位你的心臟。顯然,他的解析度為 λ/1000,遠超阿貝衍射極限。可以用光波建立類似的設定:如果光被強迫透過亞波長尺寸的孔徑,則發射的場將是倏逝的,並且以通常小於波長的長度尺度呈指數衰減。利用這項技術,早在 1991 年就已證明解析度可以達到 12 奈米。[2] SNOM 能夠在所有方向(x、y 和 z)上實現高解析度,並且可以適應到其他顯微鏡使用的相同雷射系統和光譜儀上。[3]

SNOM 的影像透過像 LSCM、AFM 或 STM 一樣掃描探針在樣品上形成。 SNOM 是物理學家和生物學家用於多種目的的非常通用的工具,但探針只與孔徑附近區域的樣品發生相互作用,因此樣品-探針距離成為脆弱樣品和探針的一個問題。[4]

一種廣泛使用的距離控制方法是剪下力技術,該技術發明於 1992 年[5],其中 SNOM 探針以高達幾奈米的幅度振動,並且運動被檢測到並用於反饋迴路中,該回路感知探針尖端位於樣品表面上方几奈米時發生的微小剪下力。文獻中已描述了多種剪下力設定。光學和非光學方法都用於檢測振動。使用非光學方法的團隊認為光學方法是雜散光的來源,會嚴重影響測量結果[6],而例如[7] 認為光學設定更有利。

參考文獻

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另請參見有關編輯此書籍的說明,瞭解如何新增參考文獻Nanotechnology/About#How_to_contribute

  1. 光學聽診器 - 影像記錄,解析度為 Lambda/20,Pohl Dw, Denk W, Lanz M, 應用物理快報,第 44 卷 (7):651-653 1984 年。
  2. 突破衍射極限 - 奈米尺度上的光學顯微鏡,Betzig E, Trautman Jk, Harris Td, Weiner Js, Kostelak Rl, 科學,第 251 卷 (5000) 第 1468-1470 頁,1991 年 3 月 22 日。
  3. Manfaits webpage on Le Groupement De Recherche 1860 at the Centre National de la recherche scientifique, [1]
  4. 多功能掃描近場光學顯微鏡:半導體和生物樣品的反射率和光電流,Cricenti A, Generosi R, Barchesi C, Luce M, Rinaldi M, 科學儀器評論,第 69 卷 (9):3240-3244 1998 年 9 月
  5. 近場掃描光學顯微鏡,Dunn RC, 化學評論,第 99 卷 (10):2891 1999 年 10 月
  6. 使用壓電剪下力檢測的近場光學顯微鏡中的距離控制,適用於液體中的成像,Brunner R, Bietsch A, Hollricher O, Marti O, 科學儀器評論,第 68 卷 (4) 第 1769-1772 頁,1997 年 4 月
  7. 多功能掃描近場光學顯微鏡:半導體和生物樣品的反射率和光電流,Cricenti A, Generosi R, Barchesi C, Luce M, Rinaldi M, 科學儀器評論,第 69 卷 (9):3240-3244 1998 年 9 月

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