L'uso di un hyperlens è stato considerato come una tecnica di imaging ad alta super-risoluzione romanzo a causa di suoi vantaggi nella formazione immagine in tempo reale e la sua attuazione semplice con ottiche convenzionali. Qui, presentiamo un protocollo che descrive la fabbricazione e applicazioni di un hyperlens sferica di imaging.
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Articolo metodologico
Dimostrazione di un microscopio Hyperlens-integrato e super-resolution Imaging
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'uso di Super-risoluzione imaging per superare il limite di diffrazione di microscopia convenzionale ha attirato l'interesse dei ricercatori nella biologia e nella nanotecnologia. Anche se superlenses e microscopia a scansione a campo hanno migliorato la risoluzione della regione di campo vicino, far field imaging in tempo reale resta una sfida significativa. Recentemente, il hyperlens, che ingrandisce e converte le onde evanescenti in propagazione delle onde, è emerso come un nuovo approccio all'imaging di campo lontano. Qui, segnaliamo la realizzazione di un hyperlens sferica composto di argento (Ag) e strati sottili di titanio (TiO2) ossido alternati. A differenza di un convenzionale hyperlens cilindrici, il hyperlens sferica permette ingrandimento bidimensionale. Così, l'inserimento nella microscopia convenzionale è semplice. È proposto un nuovo sistema ottico integrato con il hyperlens, permettendo per un'immagine di sub-lunghezza d'onda per essere ottenuto nella regione di campo lontano in tempo reale. In questo studio, la fabbricazione e i metodi di installazione imaging sono spiegati in dettaglio. Questo lavoro descrive anche l'accessibilità e la possibilità dell'hyperlens, così come le applicazioni pratiche di formazione immagine in tempo reale in cellule viventi, che può portare a una rivoluzione nella biologia e nella nanotecnologia.
Introduzione
Un desiderio di osservare biomolecole in cellule viventi ha condotto all'invenzione del microscopio, e l'avvento della microscopia propagato la rivoluzione di vari campi, quali biologia, patologia e scienza dei materiali, negli ultimi secoli. Tuttavia, ulteriore avanzamento della ricerca è stata limitata dalla diffrazione, che limita la risoluzione dei microscopi convenzionali a circa metà della lunghezza d'onda1. Super-resolution imaging per superare il limite di diffrazione è stato, quindi, un'interessante area di ricerca negli ultimi decenni.
Come il limite di diffrazione è attribuito alla perdita delle onde evane....
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Protocollo
1. preparazione del substrato
- ottenere altamente raffinati wafer di quarzo. Per la fabbricazione segnalata qui, utilizzare un wafer con uno spessore di 500 µm.
- Spin-cappotto la cialda di quarzo con un photoresist positivo a 2.000 giri/min ed infornare per 60 s a 90 ° C.
Nota: Lo strato di photoresist positivo è rivestito per evitare danni durante la fase di taglio successive. - Utilizzare un Affettatrici per tagliare la cialda con photoresist in piccoli pezzi 20 x 20 mm 2 in formato.
- Colpo usando una pistola di azoto compresso per rimuovere particelle risultanti dalla fase di taglio.
- Posto in un bagno ....
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Risultati
La capacità del dispositivo di hyperlens per risolvere funzioni Sub-diffrazione si basa sulla sua uniformità e su una produzione di alta qualità. Qui, un hyperlens è composto da un multistrato di Ag e TiO2 depositato alternativamente. La figura 2a Mostra l'immagine di SEM di un ben fatto hyperlens17. L'immagine a sezione trasversale Mostra che il multistrato di Ag e Ti3O5 film sottile è depositato con s.......
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Discussione
La realizzazione di un hyperlens comprende tre fasi principali: definizione della geometria emisferica nel substrato quarzo attraverso un processo di bagnato-acquaforte, accatastamento il metallo e dielettrico multistrato utilizzando un sistema di evaporazione del fascio di elettroni e inscrivere il oggetto sul layer in Cr. Il passo più importante è il secondo, dal momento che esso può influire significativamente la qualità della hyperlens. Nel processo di deposizione di film sottili, ci sono due condizioni che richiedon.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.
Ringraziamenti
Questo lavoro è sostenuto finanziariamente dal programma Young Investigator (NRF-2015R1C1A1A02036464), programma Engineering Research Center (NRF-2015R1A5A1037668) e programma di frontiera globale (CAMM-2014M3A6B3063708), M.K., S.S., I.K. riconoscere il dottorato di ricerca globale Borse di studio (NRF NRF-2017H1A2A1043204, NRF-2017H1A2A1043322,-2016H1A2A1906519) attraverso la concessione di National Research Foundation di Corea (NRF) finanziato dal Ministero della scienza, ICT e futuro pianificazione (MSIP) del governo coreano.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Fresatrice a fascio ionico focalizzato | FEI | Helios Nanolab G3 CX | |
| Sistema di evaporazione a fascio elettronico | Korea Vacuum Tech | KVE-E4000 | |
| Microscopia elettronica a scansione | Hitachi | SU6600 | |
| Microscopia invertita | Zeiss | Axiovert 200 | |
| Sorgente luminosa | EXCELITAS Technologies | X-Cite 110 LED | |
| Filtro passa banda | Chroma | ET405/30M | |
| Obiettivo | Zeiss | Plan-Apochromat | NA=1.3, 100X |
| CCD camera | Andor | Zyla 4.2 | |
| Wafer di quarzo | CORNING | Silice fusa Corning 7980 | |
| Mordenzante di ossido tamponato | J.T Baker TM | J.T.Baker 5175 | |
| Photoresist | AZ electronic materiali | GXR-601 PR | |
| Mordenzante al cromo | SIGMA-ALDRICH | 651826 | |
| Aceton | J.T Baker TM | UN1090 | |
| Alcool isopropilico | J.T Baker TM | UN1219 | |
| Strumento di simulazione FEM | COMSOL 5.1 Multiphysics |
Riferimenti
- Abbe, E. Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung. Archiv für mikroskopische Anatomie. 9 (1), 413-418 (1873).
- Dürig, U., Pohl, D. W., Rohner, F. Near-field optical-scanning microscopy. J Appl Phys. 59 (10), 3318-3327 (1986).
- Pendry, J. B.
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Ristampe e permessi
