• 产品名称:光学纳搜狐体育官网米镜允许量子点成像
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  • 发布时间: 2021-06-22
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  物理学家开发了一种基于光学显微镜的技术,可用于在纳米尺度上创建原子图像。特别地,该新方法允许在半导体芯片中成像量子点。搜狐体育官网来自波鸿大学的同事们,巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所的科学家在“自然光子学”杂志上报告了这一发现。

  显微镜使我们能够看到人眼看不到的结构。然而,传统的光学显微镜不能用于对单个分子和原子进行成像,搜狐体育官网这些分子和原子仅测量几分之一纳米。这与光的波动性和相关的物理定律有关,这些定律由德国物理学家恩斯特阿贝(Ernst Abbe)于1873年制定。

  根据这些定律,显微镜的最大分辨率等于所用光波长的一半。例如,如果使用波长为500纳米的绿光,光学显微镜最多可以区分250纳米的物体。

  然而,近年来,科学家们设法绕过这个分辨率极限并生成仅几纳米的结构图像。为此,他们使用各种波长的激光在部分物质的分子中触发荧光,同时在周围区域抑制它。这允许它们成像诸如染料分子的结构,其尺寸仅为几纳米。该方法(受激发射耗尽,STED)的开发荣获2014年诺贝尔化学奖。

  Timo Kaldewey,来自巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所的Richard Warburton教授团队,现在与德国波鸿鲁尔大学的同事一起开发了一种类似的技术,可以对纳米级物体进行成像,特别是量子机械两级系统。

  物理学家研究了所谓的量子点,即半导体中的人造原子,新方法能够将其成像为亮点。科学家用脉冲激光激发原子,在每个脉冲期间改变其颜色。结果,原子的荧光被打开和关闭。

  尽管STED方法仅通过响应激光激发而占据至少四个不同的能级而起作用,但来自巴塞尔的新方法也适用于仅具有两种能态的原子。这种双态系统构成了量子力学的重要模型系统。

  与STED显微镜不同,新方法也不会释放热量。“这是一个巨大的优势,因为任何释放的热量都会破坏你正在研究的分子,”理查德沃伯顿解释道。“我们的纳米镜适用于所有具有两种能级的物体,例如真实原子,冷分子,量子点或色心。”

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