Abstract Colorful Nanoparticles 777x583 1 2
Thông tin công nghệ

“Magic Wand” tiết lộ một thế giới nano đầy màu sắc vô hình trước đây

Abstract Colorful Nanoparticles

Chụp ảnh màu mới lạ bằng cách sử dụng một đầu dò hiệu quả cao có thể siêu tập trung ánh sáng trắng thành một điểm 6 nanomet để chụp ảnh màu kích thước nano.

Các nhà khoa học đã phát triển các vật liệu mới cho các thiết bị điện tử thế hệ tiếp theo nhỏ đến mức chúng không chỉ không thể phân biệt được khi được đóng gói chặt chẽ mà còn không phản chiếu đủ ánh sáng để hiển thị các chi tiết đẹp, chẳng hạn như màu sắc, ngay cả với kính hiển vi quang học mạnh nhất. Ví dụ, dưới kính hiển vi quang học, các ống nano cacbon trông hơi xám. Việc không thể phân biệt các chi tiết nhỏ và sự khác biệt giữa các mảnh vật liệu nano riêng lẻ khiến các nhà khoa học khó nghiên cứu các đặc tính độc đáo của chúng và tìm ra cách hoàn thiện chúng để sử dụng trong công nghiệp.

Trong một báo cáo mới trên tạp chí Nature Communications , các nhà nghiên cứu từ UC Riverside đã mô tả một công nghệ hình ảnh mang tính cách mạng giúp nén ánh sáng đèn thành một điểm có kích thước nanomet. Nó giữ ánh sáng đó ở phần cuối của một dây nano bạc giống như một học sinh Hogwarts thực hành phép “Lumos”, và sử dụng nó để tiết lộ những chi tiết không nhìn thấy trước đây, bao gồm cả màu sắc.

Sự tiến bộ, cải thiện độ phân giải hình ảnh màu lên mức 6 nanomet chưa từng có, sẽ giúp các nhà khoa học nhìn thấy các vật liệu nano đủ chi tiết để làm cho chúng hữu ích hơn trong điện tử và các ứng dụng khác.

Ánh sáng “trắng” từ đèn vonfram được hội tụ vào đầu của một dây nano bạc để kiểm tra sự tán xạ và hấp thụ ánh sáng của một mẫu có độ trung thực cao. Tín dụng: Ma et. al, 2021

Ming Liu và Ruoxue Yan, phó giáo sư tại Đại học Kỹ thuật Marlan và Rosemary Bourns của UC Riverside, đã phát triển công cụ độc đáo này với kỹ thuật siêu lấy nét do nhóm phát triển. Kỹ thuật này đã được sử dụng trong công việc trước đây để quan sát sự rung động của các liên kết phân tử ở độ phân giải không gian 1 nanomet mà không cần bất kỳ thấu kính hội tụ nào.

Trong báo cáo mới, Liu và Yan đã sửa đổi công cụ để đo tín hiệu trong toàn bộ dải bước sóng nhìn thấy, có thể được sử dụng để hiển thị màu sắc và mô tả cấu trúc dải điện tử của vật thể thay vì chỉ dao động của phân tử. Công cụ ép ánh sáng từ đèn vonfram vào một dây nano bạc có tán xạ hoặc phản xạ gần bằng không, nơi ánh sáng được truyền bởi sóng dao động của các electron tự do trên bề mặt bạc.

Hình ảnh trực quan này cho thấy quá trình đầu vào của sợi quang để đo quang phổ. Tín dụng: Liu Group / UCR

Ánh sáng ngưng tụ rời khỏi đầu dây nano bạc, có bán kính chỉ 5 nanomet, theo đường hình nón, giống như chùm sáng từ đèn pin. Khi đầu nhọn đi qua một vật thể, ảnh hưởng của nó lên hình dạng và màu sắc của chùm tia sẽ được phát hiện và ghi lại.

“Nó giống như sử dụng ngón tay cái của bạn để điều khiển tia nước phun ra từ vòi,” Liu nói, “Bạn biết cách có được kiểu phun mong muốn bằng cách thay đổi vị trí ngón tay cái và tương tự như vậy, trong thử nghiệm, chúng tôi đọc kiểu ánh sáng để lấy chi tiết của vật chắn vòi ánh sáng có kích thước 5 nm ”.

Sau đó, ánh sáng được hội tụ vào một quang phổ kế, nơi nó tạo thành một hình vòng nhỏ. Bằng cách quét đầu dò trên một khu vực và ghi lại hai quang phổ cho mỗi pixel, các nhà nghiên cứu có thể hình thành hình ảnh hấp thụ và tán xạ với màu sắc. Các ống nano carbon màu xám ban đầu nhận được bức ảnh màu đầu tiên và một ống nano carbon riêng lẻ giờ đây có cơ hội thể hiện màu sắc độc đáo của nó.

Yan cho biết: “Dây nano bạc đầu nhọn mịn về mặt nguyên tử và khớp nối và lấy nét quang học gần như không phân tán của nó là rất quan trọng đối với hình ảnh,” Yan nói. “Nếu không sẽ có ánh sáng đi lạc cường độ cao ở hậu cảnh làm hỏng toàn bộ nỗ lực. “

Các nhà nghiên cứu kỳ vọng rằng công nghệ mới có thể là một công cụ quan trọng giúp ngành công nghiệp bán dẫn tạo ra các vật liệu nano đồng nhất với các đặc tính nhất quán để sử dụng trong các thiết bị điện tử. Kỹ thuật hình ảnh nano màu đầy đủ mới cũng có thể được sử dụng để nâng cao hiểu biết về xúc tác, quang học lượng tử và điện tử nano.

Tham khảo: “Hình ảnh quang phổ tán xạ và truyền dẫn quang siêu phân giải 6 nm của ống nano carbon sử dụng nguồn ánh sáng trắng quy mô nanomet” của Xuezhi Ma, Qiushi Liu, Ning Yu, Da Xu, Sanggon Kim, Zebin Liu, Kaili Jiang, Bryan M. Wong, Ruoxue Yan và Ming Liu, ngày 25 tháng 11 năm 2021, Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-021-27216-5

Liu, Yan và Ma đã tham gia nghiên cứu bởi Xuezhi Ma, người đã làm việc trong dự án như một phần của nghiên cứu tiến sĩ tại UCR Riverside. Các nhà nghiên cứu cũng bao gồm các sinh viên UCR Qiushi Liu, Ning Yu, Da Xu, Sanggon Kim; Zebin Liu và Kaili Jiang tại Đại học Thanh Hoa, và giáo sư Bryan Wong của UCR.

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.