溶液环境中工作的扫描近场光学／荧光光谱显微术

我们采用双压电陶瓷片发展了一种切变力非光学检测探针-样品间距控制方法。基于这种方法,研制成能与倒置光学显微镜联合使用的扫描近场光学 荧光光谱显微系统,实现了在溶液环境中探针-样品间距的可靠控制和成像,获得了人体乳腺癌细胞内的近场荧光光谱。本文简要介绍该系统的工作原理以及利用该系统得到的实验结果。

近场光学显微技术的进展及其应用

近场光学显微技术突破传统光学衍射极限获得了纳米尺度的空间分辨率,并在近场光存储、半导体材料、生命科学等交叉学科领域发挥了巨大的作用。本文综述了近场光学显微技术的发展现状,讨论了基于近场光学原理的超分辨近场结构在现代光刻技术上的应用、表面等离激元的共振增强作用和束流作用在近场光学领域的进展以及表面增强拉曼散射机理的研究,并介绍了近场光学显微技术在单分子检测和细胞探测等其它生命科学领域的一些发展。

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

TH742 2001064255一种简易近场扫描光学显微镜=A simple nearfieldscanning optical microscope[刊,中]/张工力,白永林,刘进元,侯洵(中科院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室.陕西,西安(710068))∥2000年青年光学学术讨论会暨院士报告会.—广东深圳,2000.

GaAs微探尖的衬底选择刻蚀法剥离和转移

报道了一种用于制作扫描近场光学显微术(SNOM)传感头的GaAs微探尖的剥离和转移方法—GaAs衬底选择湿法刻蚀技术。利用扫描电子显微镜对转移后的微探尖进行了表征。结果表明,通过此方法能够成功地将GaAs微探尖转移到目标晶片上,并且在剥离和转移过程中微探尖没有受到损伤。这种技术对实现由带有PIN光探测器的垂直腔面发射激光器与GaAs微探尖的混合集成式SNOM传感头有着非常重要的应用价值。

选择液相外延法制备GaAs SNOM微探尖

使用GaAs(001)衬底模拟垂直腔面发射激光器(VCSEL)外延片表面,采用选择液相外延技术在其上面制备了用于超高密度光存储的扫描近场光学显微术GaAs微探尖阵列,并用扫描电子显微镜对微探尖阵列进行了表征.结果表明,在合适的条件下,微探尖呈金字塔状,并且有着较好的分布周期性.这对解决微探尖与VCSEL出光窗口的对准问题、批量制备问题和实现多探尖并行扫描具有实际应用价值.

纳米集成光路中的光源、光波导和光增强

使用近场光学显微术(scanning near-field optical microscopy,SNOM)研究了ZnO亚微米线端面出射性质,不同空间形貌Ⅱ-Ⅵ族半导体荧光器件光波导特性,二维光子晶体、准晶光子晶体对LED的出射增强作用以及表面等离激元(surface plasmon polariton,SPP)与半导体纳米荧光器件的相互作用,对纳米集成光路中的光源、光波导、光增强三个重要问题做了实验和理论上的分析.研究发现半导体微纳米线端面出射光束的质量与样品的直径有密切关系.通过合理地设计其直径和表面形貌,可以将其用于纳米集成光路中的光源和光波导.具有多种空间形貌的半导体原型荧光器件,如四脚锥结构、梳状结构、多分支结构都具有很好的光波导特性,能够实现分光、集光、耦合、滤波功能.二维光子晶体对GaN基LED的出光增强效果明显,最高可达5.2倍.近30%的荧光被局域在光子晶体表面没有传播出去.这一结论有利于进一步改善LED出光性能.将半导体光波导与SPP结合,在满足SPP共振激发条件时,可以增强二者界面处电磁场强度.光子晶体和SPP都可以实现低维、纳米尺度下的局域光放大,为纳米集成光路中的光增强提供了可能.

液相外延生长GaAs微探尖刻蚀剥离技术研究

介绍一种用于扫描近场光学显微术(NSOM)传感头的GaAs微探尖的生长剥离技术。通过SiO2掩膜窗口,利用一次选择液相外延制备周期性阵列的GaAs微探尖。在GaAs衬底与GaAs微探尖之间引入AlGaAs层,并对窗口大小的AlGaAs层进行选择腐蚀,将单个GaAs微探尖从GaAs衬底上剥离下来。扫描电子显微镜显示的结果表明,此微探尖具有金字塔结构、表面光滑且转移过程无损伤。这种技术制备的GaAs微探尖的形貌与质量主要由晶体的结构决定,具有可重复、表面光滑、适合批量生产的优点。

LPE-GaAs微探尖与VCSEL的粘合集成

介绍了应用于扫描近场光学显微术(SNOM)传感头的GaAs微探尖与垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的粘合集成方法,并利用扫描电子显微镜对集成后的微探尖与VCSEL进行了表征。结果表明,该种方法能够成功地将微探尖转移并集成到VCSEL的出光窗口上,实现微探尖与出光窗口的对准,并且整个过程中不会对微探尖造成损伤。这种技术对进一步实现由带有PIN光探测器的VCSEL与GaAs微探尖的混合集成式SNOM传感头有着重要的应用价值。