html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Оптическая микроскопия сверхвысокого разрешения позволила разглядеть квантовые точки


University of Basel, Department of Physics

Ученые разработали метод флуоресцентной оптической микроскопии, который позволяет получать изображения квантовых точек с разрешением в 30 нанометров. Метод основан на использовании когерентного отклика люминесцентных частиц на лазерное возбуждение, пишут ученые в Nature Photonics.

Использование оптических методов для микроскопии ограничено дифракционным пределом, который не позволяет получать изображение объектов размером сильно меньше длины волны света. Однако в некоторых случаях этот предел можно снизить, например используя только ближнепольную область или переключая флуоресцентные молекулы между возбужденным ярким состоянием, в котором молекула излучает свет, и темным основным неизлучающим состоянием.

Один из таких методов — STED-микроскопия, с помощью которой можно получать изображения сверхвысокого разрешения с помощью избирательного тушения люминесценции анализируемых объектов. Увеличить разрешение изображения при таком подходе удается за счет использования дополнительного лазера, который подавляет люминесценцию по краям фокусного пятна. При этом такой метод использует некогерентный отклик на лазерное воздействие, то есть длина волны лазера не соответствует длины волны излучения и для реализации механизма у излучающей частицы должно быть, как минимум, четыре энергетических уровня.

Ученые из Швейцарии и Германии под руководством Тимо Калдевея (Timo Kaldewey) из Базельского университета предложили для увеличения разрешения использовать метод адиабатического переключения люминесцирующих молекул между двумя энергетическими состояниями, при котором длина волны возбуждения соответствует длине волны люминесценции. Для подобных двухуровневых систем характерны осцилляции Раби, при которых излучающая молекула при облучении постоянно колеблется между «включенным» и «выключенным» состояниями. Если же такие частицы облучать импульсами высокой интенсивности пучком с гауссовым распределением в пространстве, то в облучаемой области формируется система колец различной интенсивности. 

Используя этот эффект, ученые предложили использовать два последовательных импульса — включающий и выключающий. Это приводит к увеличению разрешения с 250 нанометров до нескольких десятков нанометров.

Смоделированные изображения, полученные с помощью «включающего» лазера — слева, «выключающего» лазера — по центру, и изображение, полученное в результате облучения двумя последовательными импульсами (справа)

T. Kaldewey et al./ Nature Photonics, 2018

Предложенную схему авторы работы проверили на ансамбле квантовых точек из смешанного арсенида галлия и индия, которые практически не отличаются от квантовой двухуровневой системы и излучают свет с длиной волны 950 нанометров. Квантовые точки ученые облучали короткими импульсами длиной 130 фемтосекунд, в результате чего удалось получить изображения с разрешением примерно в 30 нанометров, что примерно в 31 раз меньше используемой длины волны.

Изображения квантовых точек InGaAs, полученные с помощью одного лазера («включающего» — слева и «выключающего» — по центру), и изображение, полученное в результате облучения двумя последовательными импульсами (справа)

T. Kaldewey et al./ Nature Photonics, 2018

Ученые отмечают, что использование когерентного отклика на возбуждающий сигнал позволяет не излучать избыточную энергию в виде тепла. При этом по интенсивности сигнала предложенный метод практически не уступает традиционной конфокальной микроскопии. По словам авторов работы, сейчас таким способом можно получать изображения отдельных квантовых точек при температуре в 4 кельвина, но в будущем ученые планируют поднять ее примерно на 50 градусов.

Схемы для оптической микроскопии сверхвысокого разрешения могут основаны на использовании различных оптических эффектов и взаимодействии исследуемого вещества со светом. Так, в качестве одного из способов обойти дифракционный предел ученые предлагают использовать ближнепольные методы с использованием специальных зондов. Некоторые подобные методы можно использовать даже для получения видео с движением белковых молекул.

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции