光学和光子学

单纳米线构成功能强大的光谱仪

字号+ 作者:admin 来源:小丑鱼-分享科普知识 2019-11-24 16:26

仪器的小型化使其在实验室外的便携和方便使用是开发分析工具的最大挑战之一。在《科学》杂志上的报道中,由英国剑桥大学的Tawfique Hasan领导的来自英国,中国和芬兰的研究人员介绍了一种可测量入射光子能量的设备,但它只有几微米长,宽度只有几微米。数百纳米。超紧凑型显微光谱仪可以受益于广

  仪器的小型化使其在实验室外的便携和方便使用是开发分析工具的最大挑战之一。在《科学》杂志上的报道中,由英国剑桥大学的Tawfique Hasan领导的来自英国,中国和芬兰的研究人员介绍了一种可测量入射光子能量的设备,但它只有几微米长,宽度只有几微米。数百纳米。超紧凑型显微光谱仪可以受益于广泛的应用,从厘米级的样品到微观的生物样品,例如单细胞。

单纳米线构成功能强大的光谱仪

  对于光谱仪,研究人员使用了由半导体制成的纳米线,其组成从一端到另一端逐渐变化。半导体仅吸收的光子能量要高于由取决于化学成分的物理特性确定的阈值。结果,沿着纳米线的长度逐渐改变的纳米线组成导致在不同位置处的不同能量阈值。通过沿着纳米线放置紧密间隔的电极来实现能量分辨率,每个电极在带隙的梯度上探测不同的位置。

  光谱仪通常与单色(即单色)或宽带(即多色)光源一起使用。新型单纳米线光谱仪尽管尺寸很小,但在两种情况下均表现出出色的性能。此外,研究表明,光谱分辨率等技术指标可与商业仪器相媲美。而且,研究人员讨论了通过使用不同的材料制造半导体纳米线,可以覆盖从紫外线到红外光感应的宽范围的电磁光谱。

  电线可以到达多远?

  研究人员将光谱仪用于厘米级的物体上。重建信号后,提供的数据与成像对象一致,并且与商业光谱仪非常吻合。

  为了满足生物医学应用的需求,该光谱仪还需要在微米级样品上工作良好,研究人员使用天然彩色的红洋葱细胞证明了这种性能。即使成像的步长限制为大约1微米,研究人员仍然认为,通过将其光谱仪与先进的扫描系统结合在一起,可以在相同的时间内获得更高的图像分辨率。

  “我们的结果的主要意义不是展示基于纳米线的光谱仪本身,而是可以说是最简单的光谱仪平台,”哈桑说。“具有紧密间隔的带隙的任何光敏材料系列现在都可以在光谱仪中使用。通过使用这些简单的平台,我们还可以绕过将光谱仪中其他光学元件小型化的需求。”

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