由加州大学河滨分校的Holly Ober创作
信用:Pixabay/CC0公共领域
科学家已经为下一代电子产品开发了新材料，这种材料非常微小，即使是最强大的光学显微镜，它们不仅在紧密包装时也无法区分，而且它们也不能反射足够的光来显示精细的细节，例如颜色
例如，在光学显微镜下，碳纳米管看起来是灰色的
无法区分单个纳米材料之间的细微细节和差异，这使得科学家很难研究它们的独特性质，并找到完善它们以用于工业用途的方法
在《自然通讯》的一份新报告中，加州大学河滨分校的研究人员描述了一种革命性的成像技术，可以将灯光压缩成纳米大小的光斑
它像霍格沃茨的学生练习“卢莫斯”咒语一样，把光放在银纳米线的末端，并用它来揭示以前看不见的细节，包括颜色
这一进展将彩色成像分辨率提高到了前所未有的6纳米水平，将有助于科学家观察纳米材料的足够细节，使其在电子和其他应用中更加有用
加州大学河滨分校马兰和罗斯玛丽·伯恩斯工程学院的副教授和颜若雪利用团队开发的超聚焦技术开发了这个独特的工具
该技术已经在以前的工作中用于在不需要任何聚焦透镜的情况下以1纳米的空间分辨率观察分子键的振动
在新的报告中，刘和严改进了该工具，以测量整个可见波长范围内的信号，这可以用来渲染颜色和描绘物体的电子能带结构，而不仅仅是分子振动
该工具将钨灯发出的光挤压成具有近零散射或反射的银纳米线，光由银表面自由电子的振荡波携带
聚集的光以锥形路径离开半径仅为5纳米的银纳米线尖端，就像手电筒发出的光束一样
当尖端经过物体时，它对光束形状和颜色的影响被检测和记录
“这就像用你的拇指来控制软管的喷水，”刘说，“你知道如何通过改变拇指的位置来获得所需的喷射模式，同样，在实验中，我们读取光模式来检索阻挡5纳米大小的光喷嘴的物体的细节。”
" 然后光被聚焦到分光计中，在那里形成一个微小的环形
通过在一个区域扫描探针并记录每个像素的两个光谱，研究人员可以用颜色来表示吸收和散射图像
最初灰色的碳纳米管收到了它们的第一张彩色照片，现在单个的碳纳米管有机会展示它独特的颜色
“原子级光滑的尖端银纳米线及其近乎无散射的光学耦合和聚焦对成像至关重要，”闫说
“否则，背景中会有强烈的杂散光，从而破坏整个努力
" 研究人员预计，这项新技术可以成为一种重要的工具，帮助半导体行业制造出性能一致的均匀纳米材料，用于电子器件
新的全色纳米成像技术也可以用来提高对催化、量子光学和纳米电子学的理解
与刘、严和马一起参与这项研究的还有，他是天普大学的博士后，在河畔从事该项目的博士研究
研究人员还包括学生刘秋实、、大旭、金桑刚、、姜凯丽和教授
论文题目是“纳米尺度白光光源下碳纳米管的6纳米超分辨光学透射和散射光谱成像”
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