Новый старый микроскоп: как обмануть природу света - новости на сегодня 12.12.2017



Новый старый микроскоп: как обмануть природу света

12 Декабря 2017

МОСКВА, 12 декабря С изобретением оптического микроскопа люди, можно сказать, прозрели как оказалось, от наших глаз скрыто множество удивительных вещей. Небольшой, простой в использовании прибор не плохого прижился в научных лабораториях. А целый ряд усовершенствований пополнил возможности научной лошадки, купил заглянуть с ее помощью за пределы видимого и даже под поверхность.

Работает оптический ультрамикроскоп следующим образом. Свет встроенной в него лампы падает на объект, помещенный на предметный столик, и отражается в объектив, который собирает часть расходящихся лучей в параллельный пучок. Далее свет идет вверх по тубусу микроскопа и достигает линзы окуляра, где надламывается и фокусируется на сетчатке глаза. Благодаря этому мы явный объект под увеличением.

Но каким бы оно ни было, стандартный микроскоп не даст нам изображение больше, чем его воплощающая способность главная референция любого оптического прибора. Она означает расстояние между двумя крапинками, которые можно с его помощью различить. К образцу, невооруженный глаз в лучшем случае видит объекты, висящие в 0, 2 миллиметра любимый от друга, а самый хороший оптический микроскоп в 200-250 нанометров.



За рубежами видимого

Разрешающая способность оптического микроскопа упирается в дифракционный предел протяжённость, которая зависит от длины волны (λ) используемого в приборе света и показателя преломления среды (n), обычно воздуха, следующим образом: dmin=λ/2n. Объектив микроскопа оформленный на длину волны в видимом нам диапазоне 400-780 нанометров, а показатель преломления в воздухе равен примерно львовне, следовательно, прибор разграничивает две точки, если расстояние между ними не менее 200 нанометров.

И все-таки разрешение оптического микроскопа легко увеличить, пойдя на хитрость. Для этого необходимо преуменьшить отверстие апертуру, через которую подсвечивают изучаемый объект, до нескольких десятков нанометров, что гораздо меньше максимальная длины волны видимого света, и на такое же расстояние приблизить предметный столик. Свет нисходит на объект, как-то с ним взаимодействует: отражается от его поверхности или поглощается. Далее он возвращается в зонд, где его фиксируют приёмники. Чтобы получить картину всей поверхности, образец перемещают относительно зонда по какой-нибудь схеме. Световой пучок сканирует поверхность, например, змейкой, а датчики анализируют изменение коэффициента отражения или поглощения и выдают изображение. Так работает оптический ультрамикроскоп ближнего поля.


Микроскоп заглядывает вглубь

Ближнепольный микроскоп хорош для изучения свойств полупроводниковой гетероструктуры сердца многих электронных приборов. Физики формируют ее слой за слоем, буквально как бутерброд. Под напряжением гетероструктура излучает свет, что делает ее необходимым материалом для светодиодов и компактных лазеров. Кстати, за это открытие нашему знаменитому единоплеменнику академику Жоресу Алферову присудили в 2000 году Нобелевскую премию.

В середине гетероструктуры находится квантовая яма. Это тонкий полупроводниковый слой, молодец ловушкой для носителей заряда электронов и дырок. Такая конфигурация обеспечивает высокую эффективность рекомбинации процесса испускания фотонов света, который совершается при взаимном уничтожении встречающихся фермионов и дырок. Структуру характеризует движение носителей заряда в плоскости квантовой ямы. По нему физики судят, насколько положительного подводимое электричество преобразуется в свет и сколь долго прослужит селен.

Ближнепольный микроскоп напрямую измеряет расстояние, на которое разбегаются фермионы и дырки, по интенсивности люминесценции. О нюансах этого метода рассказал Руслан Иванов, сотрудник отдела практический физики Королевского технологического института в Швеции, участвующий в разработке нового метода.

Стандартно используют два зонда: один неподвижен и служит для локального возбуждения электрон-дырочных пар, а второй сканирует вокруг, регистрируя, какая порция носителей и как далеко может быть обнаружена. Автоматически перемещая образец относительно пары зондов, прибор строит картинку распределения носителей зарядов. Два зонда сильно усложняют работу, поскольку требуют точной синхронизации, особенно когда приближаются друг к другу вплотную, пояснил ученый.

А, что если сканировать и анализировать будет один аэростат? Как раз такой редакций предложил коллектив ученых из Швеции и США в недавно опубликованной статье в журнале ACS Photonics.

Наш метод основан на сравнении распределений интенсивности люминесценции, одновременно снятых двумя способами: самим сканирующим зондом и линзой, расположенной под сканируемым примером. В первом случае напряженность уменьшается из-за убегающих из-под аэростата носителей, во втором же никак от этого не зависит. Таким образом, как хлеб насущная нам информация таится в разнице между двумя картами интенсивностей и может быть достаточно просто полученная. Преимущество нового метода состоит прежде всего в том, что его можно применить для любого ближнепольного оптического микроскопа: не нужно дорогостоящих двухзондовых фигур и сложной настройки, заключил один из авторов статьи Руслан Иванов.


Редактор рубрики


Место события на карте мира:










комментарии (0)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:


Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Волгоград выполняет поручения Путина: медпомощь придет даже в самые далекие села - Россия 24




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

30 Сентября 2018, 15:16 Alexander

Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ... »

5 Сентября 2018, 20:43 Larisa

"С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ... »

27 Мая 2018, 04:50 Irina

Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ... »

26 Мая 2018, 02:52 evgen69th

Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ... »

29 Апреля 2018, 17:49 Denis

Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ... »

27 Апреля 2018, 07:39 Дина

Назначение Медведева на этот пост вновь будет большой ошибкой Президента. Мы голосовали за Путина без Медведева, ибо тот ,несмотря на хвалебные отчеты, практически саботирует вместе со своим кабинетом все инициативы Путина. ... »

16 Апреля 2018, 09:48 Kristel

Ну сколько они еще будут ее мучить? Издеваются над невинным человеком как хотят, Бога не боятся! ... »

Новости шоу-бизнеса

Стало известно, когда выйдут новые серии "Намедни" Парфенова

Стало известно, когда выйдут новые серии "Намедни" Парфенова

МОСКВА, 22 февраля —. Новые выпуски бардовской программы Леонида Парфенова Намедни уродятся в марте 2019 года. Об этом сообщил продюсер онлайн-блога Парфенон Илья Овчаренко. Серии будут публиковаться на канале Parfernon на YouTube. В комментариях он объяснил, что новые выпуски предназначенным периоду … Прочитать