A nova fotografia colorida usando uma sonda de alta eficiência pode focalizar a luz branca em um ponto de 6 nana´metros
Em um novo relatório na Nature Communications , pesquisadores da UC Riverside descrevem uma tecnologia de imagem revoluciona¡ria que comprime a luz da la¢mpada em um ponto do tamanho de nana´metros.
Domanio paºblico
Os cientistas desenvolveram novos materiais para eletra´nicos de última geração tão pequenos que não são apenas indistinguaveis quando compactados, mas também não refletem luz suficiente para mostrar detalhes finos, como cores, mesmo com os microsca³pios a³pticos mais poderosos. Sob um microsca³pio a³ptico, os nanotubos de carbono, por exemplo, parecem acinzentados. A incapacidade de distinguir pequenos detalhes e diferenças entre pea§as individuais de nanomateriais torna difacil para os cientistas estudar suas propriedades únicas e descobrir maneiras de aperfeia§oa¡-los para uso industrial.
Em um novo relatório na Nature Communications , pesquisadores da UC Riverside descrevem uma tecnologia de imagem revoluciona¡ria que comprime a luz da la¢mpada em um ponto do tamanho de nana´metros. Ele mantanãm essa luz no final de um nanofio de prata, como um aluno de Hogwarts praticando o feitia§o "Lumos", e a usa para revelar detalhes antes invisaveis, incluindo cores.
O avanço, melhorando a resolução da imagem colorida para umnívelsem precedentes de 6 nana´metros, ajudara¡ os cientistas a ver os nanomateriais com detalhes suficientes para torna¡-los mais aºteis na eletra´nica e em outras aplicações.
Ming Liu e Ruoxue Yan, professores associados na Faculdade de Engenharia de Marlan e Rosemary Bourns da UC Riverside, desenvolveram esta ferramenta única com uma técnica de superfoco desenvolvida pela equipe. A técnica já foi usada em trabalhos anteriores para observar a vibração de ligações moleculares em resolução espacial de 1 nana´metro, sem a necessidade de qualquer lente de foco.
No novo relatório, Liu e Yan modificaram a ferramenta para medir sinais abrangendo toda a faixa de comprimento de onda visível, que pode ser usada para renderizar a cor e representar as estruturas de banda eletra´nica do objeto em vez de apenas vibrações da molanãcula. A ferramenta comprime a luz de uma la¢mpada de tungstaªnio em um nanofio de prata com dispersão ou reflexa£o quase zero, onde a luz étransportada pela onda de oscilação de elanãtrons livres nasuperfÍcie da prata.
A luz condensada sai da ponta do nanofio de prata, que tem raio de apenas 5 nana´metros, em um caminho ca´nico, como o feixe de luz de uma lanterna. Quando a ponta passa sobre um objeto, sua influaªncia na forma e na cor do feixe édetectada e registrada.
"a‰ como usar o polegar para controlar o jato de águade uma mangueira", disse Liu, "Vocaª sabe como obter o padrãode pulverização desejado mudando a posição do polegar e, da mesma forma, no experimento, lemos o padrãode luz para recuperar os detalhes do objeto bloqueando o bocal de luz de 5 nm. "
A luz éentão focada em um espectra´metro, onde forma um minaºsculo anel. Ao escanear a sonda sobre uma área e registrar dois espectros para cada pixel, os pesquisadores podem formular as imagens de absorção e espalhamento com cores. Os nanotubos de carbono originalmente acinzentados recebem sua primeira fotografia colorida, e um nanotubo de carbono individual agora tem a chance de exibir sua cor única.
"O nanofio de prata com ponta afiada atomicamente lisa e seu acoplamento a³ptico quase sem dispersão e focalização são essenciais para a imagem", disse Yan. "Caso contra¡rio, haveria uma luz intensa dispersa no fundo que arruinaria todo o esfora§o."
Os pesquisadores esperam que a nova tecnologia possa ser uma ferramenta importante para ajudar a indústria de semicondutores a fazer nanomateriais uniformes com propriedades consistentes para uso em dispositivos eletra´nicos. A nova técnica de nano-imagem colorida também pode ser usada para melhorar a compreensão da cata¡lise, a³ptica qua¢ntica e nanoeletra´nica.
Liu, Yan e Ma foram acompanhados na pesquisa por Xuezhi Ma, um pa³s-doutorado na Temple University que trabalhou no projeto como parte de sua pesquisa de doutorado na UCR Riverside. Os pesquisadores também incluaram alunos da UCR Qiushi Liu, Ning Yu, Da Xu, Sanggon Kim, Zebin Liu, Kaili Jiang e o professor Bryan Wong.
O artigo éintitulado "Transmissão a³ptica de super-resolução de 6 nm e imagem espectrosca³pica de espalhamento de nanotubos de carbono usando uma fonte de luz branca em escala nanomanãtrica ."