Egwyddorion arbrofol microsgopeg isgoch goddefol ger maes (SNoiM) a'i gymwysiadau
Near-field radiation at the surface of an object is difficult to detect due to its swift-wave nature (i.e., the intensity decreases sharply as it moves away from the surface of the object). In SNoiM, this problem is effectively solved using the scanning probe technique. As shown in Fig. 1(b), when the nanoprobe is not introduced (or the probe is far away from the object surface), the near-field snappy waves near the surface of the object cannot be detected, and the microscope operates in the conventional infrared thermography mode, which obtains only the far-field radiated signals.The key of the SNoiM technique is to bring the probe close to the near-surface of the sample (e.g., within 10 nm) so that the near-field snappy waves can be effectively scattered by the tip of the probe. In this detection mode, both near-field and far-field components are present in the sample signal acquired by the probe. Therefore, by controlling the probe-to-surface spacing h, a mixed near-field and far-field signal (h < 100 nm, called near-field mode) or a single far-field signal (h >>Gellir cael 100 nm neu dynnu'r stiliwr, a elwir yn ddull maes pell). Yn y pen draw, gellir echdynnu gwybodaeth maes agos y gwrthrych o'r cefndir maes pell gan ddefnyddio'r technegau modiwleiddio uchder stiliwr a dadfodylu.
Mae'r signalau maes agos sydd wedi'u gwasgaru gan y stiliwr yn cael eu casglu gyntaf gan lens gwrthrychol isgoch agorfa rifiadol uchel. Fodd bynnag, ni ellir canslo'r signalau pelydrol maes pell o'r amgylchedd, y DUT a'r offeryn ei hun yn y broses hon, ac maent yn cael eu casglu gyda'r signalau maes agos gan y lens gwrthrychol isgoch, gan arwain at y signalau maes agos gwan o yr DUT yn cael ei dinistrio gan yr ymbelydredd cefndir mawr maes pell. Er mwyn lleihau'r signalau cefndir maes pell, dyluniodd yr ymchwilwyr agorfa gydffocal gydag agorfa fach iawn (~ 100 μm) uwchben y lens gwrthrychol isgoch, sy'n lleihau'r man casglu ac yn atal y signalau ymbelydredd cefndir i bob pwrpas. Fodd bynnag, hyd yn oed gyda hyn, mae'n anodd penderfynu a oes synhwyrydd isgoch digon sensitif sy'n gallu canfod y signalau agos-cae gwan sydd wedi'u gwasgaru gan y nanorobau. I'r perwyl hwn, mae ein tîm wedi datblygu synhwyrydd isgoch sensitifrwydd uwch-uchel i oresgyn y rhwystr technegol hwn.
Yn eu plith, mae'r ceudod silindrog euraidd yn Dewar cryogenig, sy'n cario'r synhwyrydd is-goch sensitifrwydd uwch-uchel hunanddatblygedig (CSIP) a rhai cydrannau optegol tymheredd isel; mae'r blwch gwyn yn dangos y microsgop grym atomig tiwnio sy'n seiliedig ar fforch (AFM), yr amcan casglu isgoch a'r ardal cam sampl sydd wedi'i ymgynnull yn y labordy. Nid yw cydraniad gofodol y ddelwedd IR ger-cae bellach yn cael ei gyfyngu gan donfedd y stiliwr, ond yn cael ei bennu gan faint blaen y stiliwr. Trwy ddull ysgythru electrocemegol, gellir paratoi nanobrobau metel (twngsten) â morffoleg ardderchog, lle gall diamedr y blaen fod mor fach â 100 nm neu lai.
