Süper Abbe sınırı 20 nanometreye ulaştı! Hiperbolik metamalzemeler nano düzeyde "parmak izi tanıma" gerçekleştirebilir!
Brocade Garden: Bu makale optik ve fotonik hakkındadır
Hiperbolik metamalzemeler, bir substrat üzerine alternatif ince iletken katmanları (gümüş veya grafen gibi) biriktirilerek oluşturulabilen yapay olarak üretilmiş yapılardır. Özel yeteneklerinden biri, nanopartikülleri yüzeylerine yerleştirerek ve bir lazer ışınıyla ışınlayarak oluşturulabilen çok dar bir ışının yayılmasını desteklemektir. Bilinmeyen ve rastgele nesnelerin alt dalga boyundaki görüntülerini pratikte gerçekleştirmek son derece zordur, ancak Michigan Üniversitesi ve Purdue Üniversitesi'nden araştırmacıların APL Photonics dergisinde nesne hakkında belirli bilgiler bilindiğini bildirdiği gibi Tam bir görüntü elde etmek her zaman gerekli değildir. Michigan Üniversitesi'nden Theodore B. Norris şunları söyledi: Günlük yaşamlarımızdaki yaygın bir örnek parmak izleridir.
Parmak izi tanımlama sisteminin eksiksiz bir yüksek çözünürlüklü parmak izi görüntüsü elde etmesi gerekmez, sadece onu tanımlaması gerekir. Bu nedenle, ortak yazarlardan Evgenii E. Narimanov, tam bir görüntü elde etmeden nesneleri nanometre ölçeğinde tanımlamanın mümkün olup olmadığını düşünmeye başladı. Hiperbolik metamalzemelerde ışın yayılma yönü, ışığın dalga boyuna bağlıdır. Dar ışın, gelen ışığın dalga boyunu tarayarak, alttaki hiperbolik metamalzemeyi ve onun hava arayüzünü tarayacaktır. Nano nesneler alt arayüzün yakınına yerleştirilirse, ışığı dağıtırlar; bu saçılma, dar bir ışın onlara yönlendirildiğinde en güçlüdür. Michigan Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Huang Zhengyu (transliterasyon) şunları söyledi: Dağınık ışığın gücünü ölçmek ve saçılan ışığın gücü ile gelen ışığın dalga boyu arasındaki ilişkiyi çizmek için bir fotodetektör kullanabiliriz.
Bu model, nano nesneler hakkındaki uzamsal bilgileri, modeldeki saçılma tepesinin dalga boyuna göre kodlar ve bunların malzeme bilgilerini tepe yüksekliğine göre kodlar. Bu görüntü, araştırmacıların alttaki nano nesnenin üstteki nano parçacığa göre mesafesini ve ayrıca iki nano nesne arasındaki ayrımı ve malzeme bileşimini belirlemesine olanak tanıyan bir "parmak izi" gibidir. Son on yılda, optik teknolojiyle nano düzeydeki dünyaya girmek, optik alanındaki en aktif sınırlardan biri oldu. Geleneksel mikroskopların çözünürlüğü ışığın dalga boyu ile sınırlıdır.Geleneksel mikroskoplar kullanarak ayırt edebileceğimiz en küçük özellik, Abbe sınırı olarak da adlandırılan yaklaşık 250 nanometre görünür ışıktır.
Bu sınırın ötesine geçmek ve daha küçük özellikleri ele almak, ölçüm olarak ilgilenilen nesneleri içeren görüntüleri kullanan çoğu görüntüleme yöntemi olan bazı gelişmiş teknikler gerektirecektir. Bununla birlikte, araştırma çalışması görüntüleme yöntemini takip etmedi, ancak mikrokozmosun mekansal ve maddi bilgilerini "parmak izi" süreciyle elde etmenin yeni bir yolunu gösterdi. Abbe sınırının çok ötesinde sadece 20 nanometre olan iki nesneyi ayırt edebildiğini belirtmekte fayda var. Araştırmalar, biyomoleküllerin ölçümünde potansiyel uygulamalar bulabilir.İnsanlar, nano ölçekli ayırma yoluyla iki biyomolekül arasındaki mesafeyi belirlemekle ilgilenirler.Örneğin, bu proteinler arasındaki etkileşimi incelemek için kullanılabilir. Bu yöntem, nano yapılı parçaların spesifikasyonlara göre üretilip üretilmediğini belirlemek için endüstriyel ürün izleme için de kullanılabilir.
Abbe Limit Referans Ansiklopedisi: 19. yüzyılın sonunda Alman fizikçi Ernst Abbe şunları söyledi: Optik mikroskop çözünürlüğünün sınırı, görünür ışığın dalga boyunun yaklaşık yarısı kadardır. Görünür ışığın en kısa dalga boyu, dalga boyu yaklaşık 0,4 mikron olan mavi-mor ışıktır. Dolayısıyla iki nokta arasındaki mesafe 0,2 mikrondan az ise iki nokta arasında ayrım yapamayacağız. Bu genellikle "Abbe sınırı" olarak adlandırılır. Abbe sınırı, mikroskobik dünyayı daha derinlemesine anlamamızı engeller.Örneğin, bir virüsün çapı genellikle 0,02 ~ 0,3 mikrondur ve bu da mevcut optik mikroskoplarla net bir şekilde gözlemlenemez.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: American Physical Society
Referans dergi makaleleri: "APL Photonics"
DOI: 10.1063 / 1.5079736
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
