Можливості оптичних мікроскопів підвищили за допомогою наночастинок-резонаторів

Фізики використовують наночастинки для створення джерел крайнього ультрафіолетового випромінювання.

Дослідники з Австралійського національного університету використовують нанорозмірні резонатори для створення джерел світла, призначених для вивчення крихітних об’єктів. Технологія може застосовуватися в медичних дослідженнях і напівпровідниковій промисловості.

Звичайні світлові мікроскопи здатні вивчати тільки об’єкти розміром не більше однієї десятимільйонної метра, пояснюють вчені. Для більш складних досліджень потрібно використовувати мікроскопію надвисокого дозволу або електронну мікроскопію — дорогі і повільні технології.

Дослідники використовують резонатори, щоб підвищити частоту коливань світла в оптичному мікроскопі і відповідно спостерігати за об’єктами меншого розміру. Промені світла, які ми сприймаємо як різні кольори веселки, являють собою електромагнітні хвилі, що коливаються з різною частотою: від низької (червоний) до високої (фіолетовий).

Зміна частоти випромінювання за допомогою резонатора. Зображення: Anastasiia Zalogina et al., Science Advances

Дослідники пропонують збільшувати частоту до екстремального ультрафіолету: хвилі з такою високою частотою мають меншу довжину і відповідно можуть «показувати» крихітні об’єкти. У серії експериментів дослідники продемонстрували, що крихітний резонатор заданої форми з арсеніду алюмінію-галлія (AlGaAs) до семи разів збільшували частоту випромінювання, що фіксується камерами та іншими приладами.

Дослідники відзначають, що ці джерела крайнього ультрафіолетового випромінювання можна використовувати, наприклад, в напівпровідниковій промисловості. При виробництві крихітних чіпів вони можуть в режимі реального часу контролювати і діагностувати будь-які проблеми. Крім того, з їх допомогою можна вивчати будову клітин, вірусів і інших крихітних біологічних структур.