Ученые разработали метод использования лазеров для управления движением наноалмазов

Лазерные технологии, Лазеры в науке Комментарии к записи Ученые разработали метод использования лазеров для управления движением наноалмазов отключены

Ученые уже давно работают над улучшением своей способности использовать лазеры для перемещения небольших объектов, фактически не касаясь их. Этот метод «оптического захвата и манипуляции» уже используется в оптике, биологии и химии. Но когда объекты вырастают до наноразмеров, управлять ими становится гораздо труднее.

Теперь группа ученых, в которую входят Кейджи Сасаки из Университета Хоккайдо и Университет префектуры Осака и Хадзиме Исихара из Университета Осаки, нашли способ перемещать алмазные наночастицы диаметром около 50 нанометров с помощью противоположных лазеров. Их эксперименты направлены на дальнейшие исследования в области разработки приложений в таких областях, как создание биологических изображений и квантовые вычисления.

«Мы считаем, что наш подход может позволить использовать новый класс методологий оптических сил для исследования характеристик современных наноматериалов и квантовых материалов, а также для разработки современных наноустройств», — говорит Сасаки.

У наноалмазов есть решетки атомов углерода, которые иногда содержат дефекты, в которых два соседних атома углерода заменяются атомом азота и вакансией (флуоресцентный центр), что влияет на их квантово-механические свойства; наночастицы по-разному реагируют на свет в зависимости от своих квантово-механических свойств. Наноалмазы с этим флуоресцентным центром (резонансные наноалмазы) поглощают зеленый свет и излучают красную флуоресценцию и исследуются на предмет применения в области биологической визуализации, зондирования и однофотонных источников. Наноалмазы без флуоресцентных центров нерезонансны.

Сасаки и его коллеги пропитали оптическое нановолокно растворами наноалмазов с флуоресцентными центрами и без них. При прохождении зеленого лазера через один конец нановолокна один наноалмаз с флуоресцентными центрами захватывается и перемещается от лазера.

Ученые продемонстрировали, что, когда зеленый и красный лазер освещают наноалмазы с противоположных сторон оптического нановолокна, движение резонансных и нерезонансных наноалмазов можно независимо контролировать: для нерезонансных наноалмазов красный лазер толкает их сильнее зеленого лазера; однако резонансные поглощают красный лазерный свет и, следовательно, сильнее выталкиваются зеленым лазером. Таким образом, их можно

было отсортировать по оптическим свойствам. Кроме того, количество флуоресцентных центров в резонансных наноалмазах может быть определено количественно, наблюдая за их движением в этих условиях.

Используя эту технику для улавливания наноалмазов и манипулирования ими, ученые продемонстрировали доказательство концепции. Их следующим шагом будет применение его к наночастицам, легированным органическими красителями, которые могут быть использованы в качестве нанозондов в системах биодетекции. 

Источник:  https://scientificrussia.ru/articles/sortirovka-nanoalmazov-s-fluorestsentnymi-tsentrami

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top