Микроскоп на поверхностных плазмонах

Техника

Устройство любого микроскопа основано на принципе улавливания видимого света. Известно, что свет неравномерен: он состоит из потока огромного числа фотонов, квантовых частиц. Разрешающая способность, в свою очередь, определяется таким явлением, как дифракция.


Устройство любого микроскопа основано на принципе улавливания видимого света. Известно, что свет неравномерен: он состоит из потока огромного числа фотонов, квантовых частиц. Разрешающая способность, в свою очередь, определяется таким явлением, как дифракция.

Дифракция - это огибание препятствий волнами, то есть любое отклонение от распределения волн. В микроскопе дифракция определяет минимальное расстояние между двумя светящимися точками. Минимальное расстояние, на котором могут находиться эти точки - половина светового расстояния (длины волны света, которую излучают эти точки). Для примера: если длина волны составляет 630 нм, то разрешающая способность микроскопа будет не более 15 нм. Появляется необходимость в способе, при котором можно получить разрешение, превышающее дифракционный предел. Теоретически эта задача была решена. Для этого, нужно было научиться распределять больший поток квантовых частиц в меньшем слое. Область локализации этих частиц должна быть перпендикулярной их движению. Но возникла новая задача: как это осуществить на практике. И тут на помощь приходят плазмоны - квазичастицы (отличные от электронов, протонов и нейтронов), возникающие в результате колебания электронов относительно ионов. Плазмоны существуют только в целом веществе. Например, они содержатся в металле, но если металл нагреть до полного испарения, то, соответственно, никаких плазмонов здесь содержаться не будет.

Впервые плазмоны были обнаружены еще в 1902 году американским оптиком Робертом Вудом. Он обнаружил непонятные изменения интенсивности пучка света. Только в 1941 году удалось объяснить эти странные изменения. В конце 60-ых годов плазмонам нашлось применение: Андреас Отто предложил использовать их в оптике. В 1971 году Эрвин Кречманн предложил наносить плазмоны на тонкую проводящую пленку, которая в свою очередь будет наноситься на призму. Наконец, в 1988 году Вольфган Кноль и Бенно Ротенхойслер предложили использовать поверхностные плазмоны в микроскопии с помощью специально сделанной сетки. Результаты оказались впечатляющими: простота конструкции и высокое разрешение сделали микроскоп на поверхностных плазмонах незаменимым для таких областей науки, как физика, химия, медицина, биология и техника.

Похожие факты в этом разделе

Сканирующий зондовый микроскоп - история и факты

Новое слово в изучение поверхностей - сканирующий зондовый микроскоп, который имеет рекордное разрешение. С помощью этого уникального изобретения можно не только досконально...

Невероятные факты из мира науки и техники 5

Кто изобрёл электрический стул? Какой металл самый распространенный на Земле? Что такое мираж? Как выбить все кегли в боулинге? Когда и где были созданы первые механические часы?...

Абу Симбел - тайны одного из сомволов Египта

Подобно пирамидам Гизы и храмам Луксора, Храмы в Абу Симбеле относятся к числу наиболее выдающихся памятников древнеегипетской архитектуры. Громадные, 20-метровой высоты изваяния...

Пещеры Эллоры - факты и тайны

В Эллоре располагаются горы Кайласа. На их вершине построен храм, который называется Кайласанатка. По убеждению народа, который его возводил, храм принадлежит владыке гор и...