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    Array di iperlenti con nanoimprinting:spianare la strada per l'imaging pratico a super-risoluzione

    a) Questa è una struttura iperlente sferica multistrato. Film sottili di metallo e dielettrico sono depositati su una forma sferica del substrato. b) Questa è un'immagine al microscopio elettronico a trasmissione (TEM) della sezione trasversale di una iperlente replicata c &d) Vista inclinata per lo stampo master in quarzo e il substrato replicato e) Immagine al microscopio elettronico a scansione (SEM) della sub-diffrazione oggetti in scala. f) Immagine ottica in campo lontano dopo l'iperlente. Il piccolo oggetto al di sotto del limite di diffrazione è chiaramente risolto dall'iperlente. Credito:POSTECH

    Il concetto di un obiettivo perfetto in grado di produrre immagini immacolate e impeccabili è stato per secoli il Santo Graal dei produttori di lenti. Nel 1873, un fisico e scienziato ottico tedesco di nome Ernst Abbe scoprì il limite di diffrazione del microscopio. In altre parole, scoprì che gli obiettivi convenzionali sono fondamentalmente incapaci di catturare tutti i dettagli di una data immagine. Da allora, ci sono stati numerosi progressi nel campo per produrre immagini che sembrano avere una risoluzione maggiore di quella consentita dall'ottica a diffrazione limitata.

    Nel 2000, Il professor Sir John B. Pendry dell'Imperial College di Londra, il John Pendry che ha attirato milioni di fan di Harry Potter in tutto il mondo con la possibilità di un vero mantello dell'invisibilità, ha suggerito un metodo per creare una lente con una messa a fuoco teoricamente perfetta. La risoluzione di qualsiasi sistema di imaging ottico ha un limite massimo dovuto alla diffrazione, ma la lente teorica perfetta di Pendry sarebbe realizzata con metamateriali (materiali progettati per avere proprietà non presenti in natura) per andare oltre il limite di diffrazione degli obiettivi convenzionali. Superare questo limite di risoluzione dell'ottica convenzionale potrebbe spingere la scienza e la tecnologia dell'imaging ottico in regni un tempo solo sognati dai comuni Babbani.

    Da allora, gli scienziati di tutto il mondo si sono sforzati di ottenere immagini ad altissima risoluzione che catturano i dettagli più fini contenuti in onde evanescenti che altrimenti andrebbero perse con gli obiettivi convenzionali. Le iperlenti sono dispositivi a super risoluzione che trasformano onde evanescenti sparse in onde propaganti per proiettare l'immagine nel campo lontano. Recenti esperimenti che si concentrano su una singola iperlente realizzata con un metamateriale anisotropo con una dispersione iperbolica hanno dimostrato l'imaging sub-diffrazione a campo lontano in tempo reale. Però, tali dispositivi sono limitati da un'area di osservazione estremamente ridotta che di conseguenza richiede un posizionamento preciso del soggetto. Un array di hyperlens è stato considerato una soluzione, ma la fabbricazione di un tale array sarebbe estremamente difficile e proibitivamente costosa con le tecnologie di nanofabbricazione esistenti.

    La ricerca condotta dal team del Professor Junsuk Rho del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e del Dipartimento di Ingegneria Chimica della Pohang University of Science and Technology in collaborazione con il team di ricerca della Korea University ha dato un grande contributo al superamento di questo ostacolo dimostrando un processo di fabbricazione scalabile e affidabile di un dispositivo hyperlens su larga scala basato su tecniche di trasferimento diretto del modello. Questo risultato è stato pubblicato nella famosa rivista mondiale Rapporti scientifici .

    Il team ha risolto i principali limiti dei precedenti metodi di fabbricazione dei dispositivi hyperlens attraverso la litografia a nanoimpronta. Basato su un semplice processo di trasferimento del modello, il team è stato in grado di fabbricare prontamente un dispositivo hyperlens perfetto su larga scala su una matrice esagonale replicata di substrato emisfero stampato direttamente e trasferito dal modello dallo stampo principale, seguita da deposizione multistrato metallo-dielettrico mediante evaporazione a fascio di elettroni. È stato dimostrato che questo array di iperlenti da 5 cm x 5 cm risolve le caratteristiche di sub-diffrazione fino a 160 nm sotto una luce visibile di lunghezza d'onda di 410 nm.

    Il professor Rho prevede che il nuovo metodo di fabbricazione conveniente del gruppo di ricerca può essere utilizzato per proliferare dispositivi di imaging a super-risoluzione in tempo reale e a campo lontano pratici che possono essere ampiamente utilizzati in ottica, biologia, scienza medica, nanotecnologia, e altri campi interdisciplinari correlati.

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