Simultaneous characterization of near-field nanoplasmonic structure and function using super-resolved far-field optics: Solving the Inverse Problem

使用超分辨远场光学同时表征近场纳米等离子体结构和功能:解决反演问题

基本信息

  • 批准号:
    1808766
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-08-15 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

With support from the Chemical Measurement and Imaging Program in the Division of Chemistry, Professors Shimon Weiss and Daniel Neuhauser at University of California-Los Angeles are studying light-matter interaction at the nanoscale. Specifically, the study explores how light-emitting nanoparticles or molecules interact with metal nanostructures underneath. The gained knowledge could find applications in high resolution imaging in cells, high-speed integrated circuits, and quantum information science. Professors Weiss and Neuhauser work closely with graduate, undergraduate and high school students by providing them multidisciplinary training opportunities. They also plan to make their software broadly available to other scientists who are working on super resolution imaging. Professors Weiss and Neuhauser merge super-resolution techniques, wide-field single photon detector, and multiscale simulations to understand the coupling strength of point emitters to plasmonic nanostructures. A novel probing technology is used to simultaneously resolve plasmonic structure and field strengths well below the diffraction limit, exploiting the dependence of the blinking statistics of quantum dots on the electric field strength for Stochastic Optical Fluctuation Imaging (SOFI). An additional layer of polarized excitation and emission is used to help understand emitter-metal coupling/scattering strengths in close proximity. They then plan to implement the method to solve the inverse problem, where structure and function can be simultaneously measured without any a priori knowledge of the underlying system.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在化学分工的化学测量和成像计划的支持下,加州大学洛杉矶分校的Shimon Weiss教授和Daniel Neuhauser正在研究纳米级的轻质互动。具体而言,该研究探讨了发光纳米颗粒或分子如何与下面的金属纳米结构相互作用。 获得的知识可以在细胞,高速综合电路和量子信息科学中找到高分辨率成像中的应用。 Weiss和Neuhauser教授通过提供多学科培训机会与研究生,本科和高中生紧密合作。 他们还计划使他们的软件可广泛地提供给研究超级分辨率成像的其他科学家。 Weiss和Neuhauser教授合并了超分辨率技术,广阔的单光子检测器以及多尺度模拟,以了解点发射器与等离子纳米结构的耦合强度。一种新颖的探测技术用于同时解决等离激元结构和磁场强度,远低于衍射极限,从而利用了量子点对电场强度的闪烁统计量的依赖性,用于随机光学波动成像(SOFI)。额外的极化激发和发射层用于帮助了解近距离接近的发射极 - 金属耦合/散射强度。然后,他们计划实施解决逆问题的方法,在没有对基础系统的任何先验知识的情况下,可以同时衡量结构和功能。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子进行评估的支持优点和更广泛的影响审查标准。

项目成果

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专利数量(0)
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  • 通讯作者:
    Shimon Weiss

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