共鳴プラズモンプローブによる高分解能蛍光イメージング

使用共振等离子体探针进行高分辨率荧光成像

基本信息

批准号：
08740257
负责人：
斎木敏治
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kanagawa Academy of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740257/
关键词：
フォトン走査型トンネル顕微鏡プラズモン蛍光光近接場

项目摘要

近接場光学顕微鏡を用い,色素ドープ微小球,ポリシラン分子,半導体量子ドットなどの高分解能発光観測をおこなった.特にプローブにおける微細光導波部の構造を大きく改良し,プラズモン効果による高い検出感度を達成した.化学エッチングにより先鋭化した光ファイバに遮光用の金属膜をほどこし,先端部に微小開口を設けたものをプローブとして利用した.先端近傍における励起光,信号光の伝達部は金属クラッド導波路とみなすことができる.このような構造に対し,導波モード解析をおこなうことにより,カットオフ径,金属による吸収係数を定量的に評価した.その結果,高い検出感度を得るという観点から,プラズモンモードが最も優れた伝搬特性をもつことが明らかとなった.プラズモンモードを効率的に励起し,しかも光損失の大きな領域を極力減らすため,エッチングによるプローブ形状の最適化をおこなった.光測定評価により,この光導波路中にプラズモンモードが励起されていること,および先端部までの光の伝達効率が大幅に改善されていることが確認された.上で作製した高効率プローブを近接場光学顕微鏡に組み込み,発光観測をおこない,以下の結果を得た.まず,直径100nmポリスチレン微小球中にドープされた色素分子からの発光を観測した.特に,検出蛍光強度に対するプローブと微小球との距離依存性から、球近傍の近接場の広がりを実験的にはじめて評価した.また,紫外領域にバンドギャップをもつポリシラン分子微小凝集構造の発光画像計測もこころみた.光照射による発光退色現象を避けるため,弱励起による高感度検出技術が効果的に生かされた.高密度InGaAs量子ドットにおける単一ドット近赤外スペクトル測定にも成功しており,波長の5分の1の分解能を達成した.

使用近场光学显微镜观察染料掺杂的微球，多硅烷分子和半导体量子点的高分辨率排放。特别是，探针中细光段的结构得到了极大的改善，通过等离子体效应实现了高检测灵敏度。在通过化学蚀刻锐化的光纤上形成了用于光屏蔽的金属膜，并在探针的尖端提供了微开放。使用了尖端附近的激发灯和信号灯的传输部分。它可以被视为金属层层波导。通过对此类结构进行波导模式分析，对金属的截止直径和吸收系数进行了定量评估。结果，从获得高检测灵敏度的角度来看，等离子体模式具有最佳的传播特性。为了有效地激发等离子模式并以较大的光学损失最小化面积，通过蚀刻来优化探针形状。光学测量评估证实，在此光学波导中，等离子模式是激发的，并且光转移到尖端的效率已得到极大提高。将上述制备的高效率探针纳入近场光学显微镜中并进行了观察，并获得了以下结果，并获得了以下结果。首先，在100 nm直径的多苯乙烯显微镜中掺杂的染料分子的发射，尤其是在接近距离的远距离的探针中。微球。我们还专注于测量在紫外线区域中带有带隙的多硅烷分子微聚集结构的发光图像。为了避免光照射引起的发光褪色现象，有效地利用了使用弱激发的高灵敏度检测技术。我们还成功地测量了高密度INGAAS量子点中单点的近红外光谱，从而达到了波长的五分之一的分辨率。