Российские ученые разработали метод лазерной микроскопии, основанный на эффекте комбинационного рассеяния. С его помощью исследование различных наноструктур может стать проще. Работа опубликована в журнале Advanced Photonics Research.
Чтобы рассматривать крошечные объекты и исследовать процессы в них, ученые используют микроскопы. Только так они могут узнать, например, как разрываются связи в молекулах белка при нагреве или как ведут себя жизненно необходимые компоненты клетки, органеллы, при воздействии света. Но методики исследований с помощью микроскопа могут быть разными. Например, в оптической микроскопии используется мощный лазер, который светит на изучаемый объект. Тот переизлучает на новых частотах свет, который рассеивается и фиксируется специальным прибором — спектрометром.
«Чтобы усилить при микроскопии сигнал вещества с уникальным оптическим спектром, облучение проводится близи оптически резонансных наноструктур. Наши коллеги используют металлические зонды для сбора рассеянного сигнала, которые располагаются в нескольких десятках нанометрах от структуры. Однако такая “ближнепольная” методика достаточно времязатратная. Также она чувствительна к механическим вибрациям, что ограничивает область ее применения», — рассказал один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Сергей Макаров.
Российские ученые разработали новый способ оптической микроскопии, в котором используется комбинационное рассеяние. Спектральные особенности и усиление этого эффекта позволит исследователям проще и быстрее анализировать свойства наноструктур или химический состав соединений.
«Мы взяли три кремниевых нанодиска и расположили их углом, за счет чего электромагнитное поле между облучаемыми частицами внутри “треугольника” заметно усилилось. Благодаря комбинационному рассеянию отпала необходимость держать источник вблизи от кремниевых частиц, как, например, зонд в ближнепольной спектроскопии. При этом точность исследования не падает. Наблюдая за изменением частоты света, мы можем не только видеть, где именно в пространстве находится искомое соединение, но и определять его состав», — пояснил руководитель проекта, Георгий Зограф из Нового физтеха Университета ИТМО.
Исследователи измерили с помощью своего метода множество различных наноструктур, чтобы подтвердить эффективность разработки. Ученые отмечают, что полученные результаты лучше соответствовали теоретическим расчетам, чем обычная «ближнепольная» оптическая микроскопия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
