Nanomaterialien haben viele Anwendungen, besonders in der Elektronik, aber sie haben ein Problem: Sie sind so klein, dass Sie reflektieren selbst mit Hilfe der leistungsstärksten Mikroskope nicht genug Licht, um feine Details wie Farben darzustellen.
Jetzt können Forscher von UC Riverside haben eine Lösung gefunden. Sie haben sich eine Bildgebungstechnologie ausgedacht, die Lampenlicht zu einem Nanometer großen Fleck komprimiert und dieses Licht am Ende eines silbernen Nanodrahts hält. Dadurch können zuvor unsichtbare Details wie Farben sichtbar werden.
Die Technik ist nicht ganz neu. Sie wurde in früheren Experimenten verwendet, um die Schwingung von Molekülbindungen mit einer räumlichen Auflösung von 1 Nanometer zu beobachten, ohne dass eine Fokussierlinse.
Die Forscher modifizierten dann das Werkzeug, um Signale über den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich zu messen, indem sie das Licht einer Wolframlampe im Wesentlichen in einen silbernen Nanodraht mit nahezu null Streuung oder Reflexion pressten.
"Es ist, als würde man mit dem Daumen den Wasserstrahl aus einem Schlauch steuern", sagte Ming Liu, außerordentlicher Professor am Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering an der UC Riverside und Co-Autor der Studie.
„Sie wissen, wie Sie das gewünschte Sprühmuster erhalten, indem Sie die Daumenposition ändern, und ebenso lesen wir im Experiment das Lichtmuster, um die Details des Objekts abzurufen, das die 5 nm große Lichtdüse blockiert.“
Das Licht wird dann in ein Spektrometer fokussiert, wo es die Sonde über einen Bereich scannt und zwei Spektren für jedes Pixel aufzeichnet. Die Kohlenstoffnanoröhren können dann ihre Farben zeigen.
„Der atomar glatte Silbernanodraht mit scharfer Spitze und seine nahezu streuungsfreie optische Kopplung und Fokussierung sind entscheidend für die Bildgebung“, sagte Ruoxue Yan, Co-Autor der Studieganze Anstrengung."
Die neue Studie ist erschienen in Naturkommunikation.