лекции нанотех Горбунов / Лекция 3
.pdf
Нанотехнологии и наноматериалы.
Диагностика и методы исследования нанообъектов и наносистем.
Виталий Алексеевич Горбунов
Введение
В настоящее время имеется огромное число методов диагностики и исследования самых разных характеристик изучаемых систем. Поэтому:
При их применении необходимо учитывать специфику объектов нанометровой геометрии и особенности протекающих в них процессов.
Диагностика наносистем и наноматериалов должна обеспечивать наиболее полную информацию об их основных характеристиках и о протекающих в них процессах.
•Изучение структуры материалов с нанометровым пространственным разрешением.
•Изучение особенностей поведения и свойств наносистем, наноустройств, наноматериалов.
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
2 |
Содержание лекции
Оптические и нелинейно-оптические методы исследования и диагностики.
Нанодиагностика и локальный анализ с помощью электронных и ионных пучков.
Сканирующая зондовая микроскопия и спектроскопия.
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
3 |
Оптическое разрешение
10-10 |
10-8 |
10-6 |
10-4 |
10-9 |
10-7 |
10-5 |
10-3 |
1 нм |
100 нм |
нано
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
4 |
Дифракционный предел разрешающей способности
Один точечный источник
Два различимых точечных источника
R 1.22 2nsin
• λ – длина волны
(min = 450 нм);
• n – показатель преломления среды (max = 1,56);
• α – угловая апертура объектива (max=70o).
R 200 нм
Два неразличимых
точечных источника
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
5 |
Конфокальная микроскопия
Увеличение контраста изображения за счет фокусировки излучения подсветки с помощью объектива в микрообласти анализа и за счет размещения диафрагмы в плоскости наблюдения перед фотодетектором. В результате, увеличение контраста позволяет вам на сравнительно тусклом фоне наблюдать маленькие светящиеся объекты с соотношением интенсивностей более чем 200:1.
Увеличение разрешения в плоскости объекта за счет высокой контрастности (1,5 раза).
Позволяет в ряде случаев получать 3D реконструкции объектов.
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
6 |
Конфокальная микроскопия – принцип работы
ФЭУ |
диафрагма
светофильтр
светофильтр
лазер
дихроичное
зеркало
объектив
диафрагма
фокальные плоскости
образец
Пространственная фильтрация излучения идущего не из фокуса.
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
7 |
Конфокальная микроскопия - преимущества
Конфокальное изображение везикул в синапсах.
|
Повышение контраста |
Реконструированное |
изображения за счет отсутствия |
3D-изображение зерна |
фоновой засветки от участков |
пыльцы |
находящихся не в фокусе |
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
8 |
STED (stimulated emission depletion) микроскопия
|
|
|
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
9 |
|
STED (stimulation emission depletion) микроскопия
В.А. Горбунов, Омск 2011 |
10 |