گروهی از محققان آلمانی و آمریکایی موفق شده‌اند برای نخستین بار تصاویر مستقیمی را به کمک میکروسکوپ نوری میدان نزدیک دارای ابرلنز به دست آورند.

به گزارش سرویس «فن‌آوری» خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، ابر لنزها از شبه‌موادی با ضریب شکست منفی به دست می‌آیند.

این پیشرفت علمی در نهایت به کاربرد این ابرلنزها در بهبود و تقویت میکروسکوپ‌های میدان نزدیک برای تصویربرداری از نمونه های زیستی و موادی با کاربردهای الکترونیکی منجر خواهد شد.

اثرات میدان نزدیک، قدرت تفکیک میکروسکوپ‌های معمولی نوری میدان نزدیک (SNOM ها) را محدود می کند.

در نتیجه این میکروسکوپ‌ها نمی‌توانند از اجسامی با اندازه کوچکتر از تقریبا یک طول موج نور تصویربرداری کنند و در نتیجه کاربرد آنها تنها به مطالعات سطح محدود می شود.

این به دلیل آن است که بخش میدان نزدیک نور، که جزئیات فضایی زیر طول موجی جسم را در بر دارد در مقایسه با بخش میدان دور که به راحتی و با لنزهای معمولی هم می‌توان دوباره روی آن متمرکز شد، به سرعت با فاصله دچار میرایی شده و از بین می رود.

هم اکنون محققان توانسته‌اند با تنظیم SNOM دارای ابرلنز، تصاویر مستقیمی از اجسام در حد کوچکتر از طول موج نور به دست آورند.

Hillenbrand از مؤسسه ماکس پلانک و سرپرست این تیم تحقیقاتی گفت: ما برای اولین بار نشان داده‌ایم که می‌توان تصاویری که به این روش به دست می آیند را به صورت نوری ثبت کرد و این در حالی است که سابقاً این کار تنها بصورت ثبت لیتوگرافی امکان داشت؛ بنابر این در حال حاضر، با توجه به اختراع این ابرلنز ها، دیگر میکروسکوپ‌های نوری میدان نزدیک فقط به مطالعات سطحی محدود نشده و با توجه به آنکه دیگر نیازی نیست تا پروب آنها تا آن حد زیاد به نمونه نزدیک شود، افق جدیدی از کاربردها برای این میکروسکوپ‌ها به وجود می‌آید.

در این آزمایش‌ها ضمن آنکه درک بیشتری از طرز کار این ابر لنزها بدست آمد، برای نخستین بار دامنه و فاز توزیع میدان نوری آنها و تعییین دقیق افزایش قدرت تفکیک آنها نشان داده شد.

کاربردهای احتمالی این ابر لنزها طبق آنچه این محققان ابراز داشته‌اند شامل تصویربرداری از اجسام زیستی در محیط طبیعی آنها می باشد. به علاوه یک ابر لنز فروسرخ حتی در صنعت نیمه‌رساناها هم کاربرد داشته و می‌توان از آن جهت پروب اتصالات فلزی درونی که زیر شیشه یا هر دی الکتریک دیگری وجود دارند استفاده کرد.

ضخامت ابر لنز SiC 880 نانومتر است و شامل nm 440 بلور SiC می باشد که بین دو لایه SiO2 به ضخامت nm 220 ساندویچ شده است. این ابر لنز بین نوک یک میکروسکوپ NSOM پیمایشی فروسرخ و اجسام مورد تصویربرداری که شامل یک فیلم طلا با الگوی دارای حفره‌های با قطرهای متفاوت می باشد، قرار گرفته است.

محققان با تاباندن تابش فروسرخ و انجام آشکارسازی از همان سمت ابرلنز دریافتند که این مجموعه می‌تواند با استفاده از نوری با طول موج حدود 11 میکرومتر (حفره ای که تقریبا به اندازه یک بیستم طول موج فرودی) حفره های 540 نانومتری را آشکار کند.

به گزارش ایسنا از ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، آنها همچنین توانستند تصویر اجسامی را که قبلاً تنها در صورت نزدیک شدن نوک NSOM به فاصله 50 نانومتر امکان تصویربرداری از آنها وجود داشت به دست آورند.

در آزمایش‌های آنها با استفاده از یک ابرلنز فاصله جدایی بین نوک میکروسکوپ و جسم به تقریبا یک میکرومتر رسید.

دانشمندان امیدوارند بتوانند ابرلنزهایی نازکتر را به منظور افزایش قدرت تفکیک این میکروسکوپ‌ها توسعه داده و از آن با استفاده از ابرلنزهای نقره‌یی در محدوده طیف مرئی هم استفاده کنند.