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纳米相机可在小于光波波长的距离内进行拍摄

2014.8.04

  伊利诺伊大学香槟分校的研究人员已经发现了一种新型金原子阵列具有领结支柱结构的纳米晶须,能够像传统胶片一样用来记录远小于光波波长的光线(例如小于红光波段的600纳米)。鉴于这种具有领结支柱结构的纳米晶须也具有类似于胶卷的功能,标准的光学显微镜就可充当一种纳米相机。

  “不像传统的胶片那样,它的读写功能是实时可见的。”机械科学与工程学院领导这项研究的一名副教授Kimani Toussaint解释道,“我们已经能够证明这种多功能的等离子体膜可以用来构建没有势阱的光流控制通道。因为简单二极管激光器和低的输入功率密度足够用来记录pBNAs近场区域的光学信息。”

  “粒子操纵是原理证明的应用”,发表在《纳米快报》期刊的一篇论文《用于记录近场光强度的多功能等离子体膜》的第一作者Brian Roxworthy这样说,“特别是在溶液里的颗粒的运动轨迹是由写入pBNAs里面的图案控制的。这相当于在表面构建不具有物理壁的通道来引导粒子运动(这与诸如聚二甲基硅氧烷的材料制备的物理信道上的光流控制系统大不相同)”。

  为了证明他们的发现,研究小组展示了多种多样的写入的图案,包括大学的标志和简单的人物行走动画,这些图案是全息转移到pBNAs里的或者是利用转向反射镜进行激光写入的。

  伊利诺伊大学的标志”I”的图像被记录在等离子体膜里,字符里的每一条线大约是6微米。

纳米相机可在小于光波波长的距离内进行拍摄

  “我们想要展示我们做的和传统胶片之间的相似性”,Toussaint补充道,“这项研究当然是一个不错的方面,但是我们知道利用等离子膜在很小尺度上进行数据存储只是它其中的一个应用,我们只是触及到很浅的层面。pBNAs能使我们做更多的研究,而且我们正在做。”

  研究人员指出基本尺寸目前被晶须之间的间距限定在425纳米。但是,薄膜的像素密度会由于通造更小的阵列间距和更小的晶须尺寸以及使用更精密的聚焦透镜等直接降低。

  “对一个标准的蓝光/DVD磁盘,它的大小是28.6Gb每盘,”Roxworthy补充道,“随着阵列间距和晶须特性的改善,这个数值可被扩大至超过75Gb特每盘。更不用说,它可以被用于其他令人兴奋的光量子应用领域,例如纳米镊子进行芯片实验或者传感领域。”

  “在我们的新技术里,我们利用对纳米晶须激光辐照的可控加热瞬间改变等离子反应,这为空间上构造可变的等离子结构提供了一种创新而又简单方法,并且在纳米技术为基础的生物医学和纳米光学领域开创了一个新途径。”研究团队成员和论文的合著者Abdul Bhuiya这样说道。

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