Prinċipji sperimentali tal-mikroskopija tal-kamp qrib passiv infra-aħmar (SNoiM) u l-applikazzjonijiet tagħha
Near-field radiation at the surface of an object is difficult to detect due to its swift-wave nature (i.e., the intensity decreases sharply as it moves away from the surface of the object). In SNoiM, this problem is effectively solved using the scanning probe technique. As shown in Fig. 1(b), when the nanoprobe is not introduced (or the probe is far away from the object surface), the near-field snappy waves near the surface of the object cannot be detected, and the microscope operates in the conventional infrared thermography mode, which obtains only the far-field radiated signals.The key of the SNoiM technique is to bring the probe close to the near-surface of the sample (e.g., within 10 nm) so that the near-field snappy waves can be effectively scattered by the tip of the probe. In this detection mode, both near-field and far-field components are present in the sample signal acquired by the probe. Therefore, by controlling the probe-to-surface spacing h, a mixed near-field and far-field signal (h < 100 nm, called near-field mode) or a single far-field signal (h >>100 nm jew irtirar tas-sonda, imsejjaħ mod ta 'kamp imbiegħed) jista' jinkiseb. Fl-aħħar mill-aħħar, l-informazzjoni tal-kamp qrib tal-oġġett tista 'tiġi estratta mill-isfond tal-kamp imbiegħed bl-użu tat-tekniki ta' modulazzjoni u demodulazzjoni tal-għoli tas-sonda.
Is-sinjali tal-kamp qrib imxerrda mis-sonda l-ewwel jinġabru minn lenti oġġettiva infrared b'apertura numerika għolja. Madankollu, is-sinjali rradjati fil-kamp imbiegħed mill-ambjent, id-DUT u l-istrument innifsu ma jistgħux jiġu kkanċellati f'dan il-proċess, u jinġabru mas-sinjali tal-kamp qrib mil-lenti oġġettiva infra-aħmar, li jirriżultaw fis-sinjali dgħajfa tal-kamp qrib ta ' id-DUT qed jiġi annihilat mir-radjazzjoni kbira fl-isfond ta' kamp imbiegħed. Sabiex jimminimizzaw is-sinjali fl-isfond tal-kamp imbiegħed, ir-riċerkaturi ddisinjaw apertura konfokali b'apertura żgħira ħafna (~ 100 μm) 'il fuq mil-lenti oġġettiva infra-aħmar, li tnaqqas il-post tal-ġbir u effettivament trażżan is-sinjali tar-radjazzjoni fl-isfond. Madankollu, anke ma 'dan, huwa diffiċli li jiġi ddeterminat jekk hemmx ditekter infra-aħmar biżżejjed sensittiv li jista' jiskopri s-sinjali dgħajfa tal-kamp qrib imxerrda min-nanoprobes. Għal dan il-għan, it-tim tagħna żviluppa detector infra-aħmar ta 'sensittività ultra għolja biex jegħleb dan l-ostaklu tekniku.
Fosthom, il-kavità ċilindrika tad-deheb hija Dewar krijoġeniku, li jġorr id-ditekter infra-aħmar ta 'sensittività ultra-għolja (CSIP) żviluppat innifsu u xi komponenti ottiċi b'temperatura baxxa; il-kaxxa bajda turi l-mikroskopju tal-forza atomika (AFM) ibbażat fuq il-furketta tal-irfinar, l-objettiv tal-ġbir infra-aħmar u ż-żona tal-istadju tal-kampjun immuntata fil-laboratorju. Ir-riżoluzzjoni spazjali tal-immaġni tal-kamp qrib IR m'għadhiex limitata mill-wavelength tas-sonda, iżda ddeterminata mid-daqs tal-ponta tas-sonda. Permezz ta 'metodu ta' inċiżjoni elettrokimiku, nanosondi tal-metall (tungstenu) b'morfoloġija eċċellenti jistgħu jiġu ppreparati, li fihom id-dijametru tal-ponta jista 'jkun żgħir daqs 100 nm jew inqas.
