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  • 利用光纤探针可以看到分子键

    作者:实验帮(译) 来源:phys.org 时间:2019-06-11 17:20 阅读:6223 [投稿]
    描述了世界上第一个将玻璃光纤与银纳米线电容器集成在一起的便携式、廉价的光学纳米复制工具。该装置是一个高效的往返光隧道,将可见光挤压到冷凝器的最顶端,与局部分子相互作用,并发送回能够破译和可视化难以捉摸的纳米世界的信息。

    科学家们为提高这个机会做了无数的努力。虽然目前最复杂的探测器只允许1000个光子中的一个到达物体,但加利福尼亚大学河滨分校的设备将一半的光子送到尖端。 

     “设计的关键是一个两步顺序聚焦过程,”Yan说。“在第一步中,当远场光沿着逐渐变薄的光纤传播时,其波长缓慢增加,而不改变其频率。当它与位于光纤顶部的银纳米线中的电子密度波的波长匹配时,轰隆!所有的能量都转移到电子密度波上,并开始在纳米线的表面移动。” 

    在聚焦过程的第二步,波在尖端逐渐凝结成几纳米。 

    加州大学河滨分校进行这项研究的博士生Sanggon Kim解释说,这种装置是一种顶部有光线的银色小针,“有点像哈利波特的魔杖,照亮了一个很小的区域。” 

    Kim利用这个装置绘制出分子振动的频率,这样人们就可以分析将原子固定在分子中的化学键。这被称为尖端增强拉曼光谱,或者针尖增强拉曼光谱成像。近场光学显微镜是近场光学显微镜中最具挑战性的分支,因为它处理的是非常微弱的信号。它通常需要庞大的,百万美元的设备集中光和冗长的准备工作,以获得超分辨率的图像。 

    有了这个新设备,Kim在一个简单的便携式设备上获得了1纳米的分辨率。这项发明可能是一个强大的分析工具,它承诺向纳米科学的所有学科的研究人员揭示一个新的信息世界。 

    “将光纤纳米线组件与尖端增强拉曼光谱以及扫描隧道显微镜相结合,可以在一个简单而优雅的装置中收集高分辨率化学图像,使该工具处于光学成像和光谱的前沿。我们为这一成就及其对化学研究的影响感到骄傲。美国国家科学基金会化学分会副主任、负责这项研究的部分负责人Lin He说:“我们更受其在生物和材料研究等广泛学科领域潜在应用的鼓舞。” 

    原文来源:https://phys.org/news/2019-06-fiber-optic-probe-molecular-bonds.html 

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