La resolución espacial de la microscopía óptica y la espectroscopía se determina por cuánto se puede confinar la luz en el espacio, que generalmente está restringida a aproximadamente medio micrómetro en el mejor de los casos debido al límite de difracción. Sin embargo, la luz se puede limitar a una escala nanométrica utilizandonanoestructuras metálicas a través de la excitación de la resonancia de plasmones de superficie localizada LSPR. Tener tal "nanolight" en una punta metálica afilada es particularmente útil porque puede usarse en escaneo de luminiscencia de túnel STL y microscopía óptica de campo cercano de escaneo de tipo dispersión-SNOM que realiza imágenes de nanoescala y espectroscopía para observar nanomateriales e incluso moléculas individuales. Sin embargo, la manipulación precisa de nanolight en la unión de nanoescala ha seguido siendo un problema pendiente. Debido a que la naturaleza de nanolight LSPR está determinada por la estructura nanoscópica de la punta,su manipulación requiere una técnica de procesamiento fino a nanoescala. Además, el nanolight confinado en nanocavidades es clavedebido al fuerte efecto de mejora de un campo electromagnético, que permite la obtención de imágenes y espectroscopía ultrasensibles a nanoescala.
Un equipo de investigación en el Instituto Fritz-Haber en Berlín, dirigido por el Dr. Takashi Kumagai, ahora demostró que la manipulación del espectro de nanolight se puede lograr moldeando con precisión puntas de oro plasmónicas con una técnica de fresado con haz de iones enfocado FIB.Demostración ejemplar, produjeron una punta muy afilada con un solo surco en su eje como se muestra en la imagen del microscopio electrónico de barrido. La respuesta espectral del nanolight confinado en la nanocavidad formada por la punta acanalada y una superficie de plata atómicamente plana se investigó utilizando STLesa es la combinación de espectroscopias electrónicas y ópticas usando microscopía de túnel de exploración. Los espectros STML con las puntas acanaladas exhiben una modulación característica resultante de la interferencia de tipo Fabry-Pérot de polaritones de plasmón superficial SPP en el eje de la punta a medida que se visualiza la formación de onda estacionariaen la simulación electrodinámica. La modulación espectral se puede controlar con precisión por la posición de la ranura en el shaft.También demostraron que la interferencia SPP Fabry-Pérot se puede mejorar optimizando la forma general de la punta.
Este trabajo muestra un gran potencial de la combinación de técnicas de sonda de escaneo y nano-fabricación de puntas plasmónicas utilizando FIB para estudiar la naturaleza de las interacciones de nano-luz y materia ligera en nanocavidades, que son una frontera importante de plasmónicos y nanoópticos.Además, las puntas plasmónicas fabricadas con FIB son generalmente aplicables a las técnicas s-SNOM, allanando así el camino para la obtención de imágenes a nanoescala y la espectroscopía con un alto grado de precisión. Además, el control espectral del campo cercano intenso en el ápice de las puntas plasmónicaspuede abrir nuevas oportunidades para la realización de fuentes coherentes de puntos de electrones activadas por láser para técnicas de microscopía electrónica y holografía de baja energía.
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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