伊利诺伊大学香槟分校 单个纳米线及其制造缺陷的实验可视化
新的和传统的光学显微镜方法分别标记为(EC)和(No EC)
学分:林福德·戈达德，格兰杰工程/知识共享属性4
0国际 新伊利诺伊州欧洲经委会的研究正在推进光学显微镜领域，为该领域提供了一个关键的新工具，以解决许多科学和工程领域的挑战性问题，包括半导体晶片检测离子、纳米粒子传感、材料表征、生物传感、病毒计数和微流体监控
这个问题经常被问到，“为什么我们在光学显微镜下看不到或感觉不到纳米级的物体？”教科书上的答案是它们的相对信号较弱，它们的分离度小于阿贝分辨率极限
然而，伊利诺伊州欧洲经委会研究小组，由伊利诺伊州欧洲经委会教授林福德·戈达德，以及博士后朱锦龙和博士领导
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学生阿迪蒂·乌杜帕正在用一个全新的光学框架挑战这些基石原则
他们的工作发表在《自然通讯》上，为利用光学显微镜解决影响我们日常生活的难题打开了新的大门
“我们的工作意义重大，不仅因为它促进了对光学成像的科学理解，还因为它使研究人员能够直接识别具有深亚波长分离的未标记物体
戈达德说:“我们可以在不进行任何图像后处理的情况下看到纳米级结构
该团队的突破始于2018年5月，当时朱和戈达德在他们的一次模拟中偶然发现了一个显著的结果
“当时，我们正在进行晶圆缺陷检测的理论研究，需要构建一个模拟工具来模拟光如何通过显微镜系统传播
戈达德回忆道:“当我们看到其中一种配置的模拟结果时，我们非常困惑。”
“在接下来的三个月里，我们夜以继日地工作，试图理解背后的物理原理
一旦我们开发了一个封闭形式的解析表达式来解释正在发生的事情，我们就可以设计一个实验来测试我们的假设
" 然而，还需要五个月的反复试验才能学会如何构建和校准光学系统，从而使实验配置复制模型假设
同时，女士
乌杜帕在博士的协助下，在霍隆亚克微纳米技术实验室和材料研究实验室制作了合适的测试样品
周永康和博士
尚涛
2019年1月，该团队终于实现了必要的实验条件，并直接可视化了他们的第一组深亚波长物体
“使用标准的光学显微镜来观察纳米物体是极具挑战性的，这不仅是因为存在衍射障碍，还因为信号很弱，”朱说
“我们的实验必须利用两个新的有趣的物理概念，反对称激励和非共振放大，来提高纳米级物体的信噪比
" 该团队证明了该技术可以使用低数值孔径物镜(0
4 NA)
朱解释道:“我们很幸运，上面展示的测试样品中的一些纳米线存在制造缺陷
这使我们能够演示半导体芯片中20纳米以下缺陷的可视化
将来，人们也可以将我们的方法应用于生物对象的可视化感知(例如
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病毒或分子簇),通过选择具有优化的几何形状和适当折射率的纳米线，并在纳米线周围图案化官能团
一旦目标分析物被捕获，它们就充当可以从光学图像中直接显现的对象
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