افزایش بزرگ‌نمایی در میکروسکوپ‌های روبشی نوری

محققان فرانسوی با پیوند زدن نانوبلور الماس به نوک (Tip) میکروسکوپ روبشی نوری (SOM) موفق به تصویربرداری از نانوساختارها شدند. نانوبلورها در دمای اتاق نسبت به نور پایداری بسیار بالایی دارند و از آنها می‌توان در مصارف مختلفی همچون مغناطیسسنجی با بزرگ‌نمایی بالا و پلاسمونیک کوانتومی استفاده کرد.

میکروسکوپ‌های روبشی نوری میدان نزدیک (NSOMs) به‌دلیل محدودیت نور در طول موج‌های بسیار کم، مشکل محدودیت پراش را دارند؛ بنابراین بیشترین بزرگ‌‌نمایی در آنها حدود ۵۰ نانومتر است.

استفاده از نانومواد فعال نوری (مانند فلورسانس) و اتصال آنها به نوک میکروسکوپ، منجر به افزایش بزرگ‌‌نمایی می‌شود. این نانوماده به‌وسیله‌ی پرتوی لیزر تابانده و به‌وسیله‌ی آن تحریک شده و به نشر نور می‌پردازد. تصویربرداری یا طیف‌سنجی با نور منتشرشده از نانوماده صورت میگیرد. با استفاده از این روش، بزرگ‌نمایی فضایی در میکروسکوپ‌های روبشی نوری میدان نزدیک به اندازه‌ی خود نانوماده خواهد رسید.

گروه تحقیقاتی هانت در مؤسسه‌ی نیل و دانشگاه ژوزف فوریه با همکاری همتایان خود در آزمایشگاه‌های LPQM و ENS موفق به پیوند زدن یک نانوبلور فلورسانس الماس ۲۰ نانومتری به نوک میکروسکوپ روبشی نوری میدان نزدیک شدند. پیوند انجام‌شده به قدری محکم بود که از آن به‌عنوان منبع نور در تصویربرداری در میکروسکوپ روبشی نوری میدان نزدیک استفاده شد.

منبع تک‌فوتون مورد استفاده در این دستگاه باید بتواند تک‌پلاسمون‌ها را در محل مشخصی درون نانوساختارها ایجاد کند. این مسئله موجب شده که این دستگاه در مطالعات اپتیک کوانتومی با تک‌پلاسمون بسیار مفید واقع شود.

محققان مدعی‌اند که میکروسکوپ اصلاح‌شده‌ی آنها قابل استفاده در بسیاری از حوزه‌ها همچون تعیین دقیق موقعیت سه‌بعدی مواد کوانتومی در مغناطیس‌سنجی با بزرگ‌نمایی بالا است.

یکی از مزایای پروژه‌ی انجام‌شده به‌وسیله‌ی این گروه آن است که برای اتصال نانوماده به نوک میکروسکوپ، نیاز به میکروسکوپ الکترونی نیست و می‌توان همه‌ی مراحل اتصال را با نور انجام داد. برای آزمایش دستگاه اصلاح‌شده با بلور فلورسانس، محققان از آن در تصویربرداری نانوساختارهای فلزی استفاده کردند.

دانشمندان درصددند تا با تقویت نانوالماس متصل به نوک، استحکام آن را ثابت کنند. آنها همچنین مایلند تا از نانوالماس‌های کوچک‌تر استفاده کنند. در حقیقت گروهی دیگر محققان موفق به استفاده از نانوالماس‌های ۵ نانومتری شده‌اند.