技術實現了納米級3D成像
納米級成像對于材料科學、物理學、生物學、醫(yī)學等領域的大量現代應用非常重要。目前技術的限制是,諸如分辨率、成像速度或無法以后視角觀測任意形狀的不透明物體。 然而,像這樣的納米級成像將是有用的,例如,用于研究海綿狀電極,從而有助于提高下一代電池的容量和充電速度。 在Nanophotonics發(fā)表的一篇論文(“3D Nano-scale Imaging by Plasmonic Brownian Microscopy”)中,來自加州大學伯克利分校的Zhang Zhang教授團隊展示了一種具有驚人特性的方法。 PBM技術的原理。(A)基于消逝場強度和高度之間的相關性,PBM依賴于自由擴散納米粒子(NPs)的三維定位。將任意形狀(灰色)的物體放置在隨機擴散的納米顆粒(綠色球體)的溶液中,所述納米球體由在基底和物體之間的界面處發(fā)生的全內反射(TIR)建立的消漸逝場照射。獲得了一系列粒子散射的原始圖像,并且當NPs通過布朗散射來探測物體周圍的體積時,它們在三維中被分別定位。在不同時間拍攝的圖像記錄隨機分布在物體周圍的不同的NPs。通過二維高斯擬合獲得橫向定位,通過測量散射信號的強度來估計顆粒的高度。由于消逝場隨距離界面處的距離呈指數衰減,靠近界面的納米粒子將與較強的場相互作用,并且比遠處的納米粒子看起來更亮。物體所占空間對于NPs而言是不可訪問的,而占據的體積對應于對象。(B)實驗設置。將由具有PMMA結構的藍寶石蓋玻片組成的樣品封裝在腔室中,該腔室填充有與樣品匹配的50nm金納米顆粒的低密度溶液。用激光照射腔室,使用100倍油浸物鏡檢測NP散射信號。 (©德古意特出版社) |