Imágenes de emisor de haz único de ultra resolución
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La interacción entre moléculas individuales y una nanoantena de fosfuro de galio se mide gracias a la microscopía de imágenes de fluorescencia de por vida de una sola molécula (smFLIM). Esta técnica proporciona información espacio-temporal a nanoescala sobre la tasa de desintegración radiativa de moléculas fluorescentes individuales en el campo cercano de la nanoantena y resalta el potencial de los materiales dieléctricos en la nanofotónica. En la figura se muestra una vista artística de la muestra, que representa un punto crítico con buena densidad en la brecha. La antena está resaltada con moléculas fluorescentes. La tasa de desintegración de cada molécula emisora se mide junto con su posición ultraprecisa. Debajo de la estructura se muestra un mapa de súper resolución de la tasa de desintegración radiactiva. Las moléculas en la brecha (punto amarillo) experimentan un aumento de 30 veces en la tasa de desintegración radiactiva.
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Fuente de la imagen: r. Margoth Córdova-Castro, Bart Van Dam, Alberto Lorey y Stefan A. Mayer, Ricardo Sapienza, Yannick de Wilde, Ignacio Azzedine y Valentina Krakhmalnikov.
En una era en la que comprender y manipular la luz a escala nanométrica es cada vez más crucial, se han presentado investigaciones innovadoras en este campo. Naturaleza: la ciencia de la luz y sus aplicaciones. Revela un gran salto adelante. Un equipo de científicos del Instituto Langevin, ESPCI París, Universidad PSL, CNRS ha desarrollado un método de vanguardia para medir la mejora de la fotorreacción a nanoescala utilizando moléculas individuales como sonda. El objetivo de esta investigación son las nanoantenas con huecos dieléctricos, que fueron desarrolladas y fabricadas en el Imperial College de Londres. Estas estructuras están hechas de fosfuro de galio (GaP), un material elegido por su alto índice de refracción y baja pérdida óptica. Este trabajo colaborativo implica un enfoque innovador que utiliza moléculas individuales para explorar completamente la interacción mejorada con luz facilitada por estas nanoantenas sin modificar el sistema a nanoescala utilizando sensores de campo cercano, logrando una notable mejora de 30 veces en las tasas de desintegración radiativa a nivel de una sola molécula. .
«Nuestro trabajo se centra en medir con precisión cómo interactúa la luz con las nanoestructuras», explican los científicos. «Utilizando moléculas individuales como sonda pudimos controlar y medir la mejora en la interacción de la luz, lo cual es un aspecto crucial para el desarrollo de la fotónica». nanotecnologías.» La investigación va más allá de la mera exploración teórica y proporciona conocimientos prácticos sobre las interacciones entre la luz y la materia. «No se trata sólo de observar la reacción de mejora de la luz, sino de medirla a nivel de una sola molécula con una resolución espacial notable. Nuestros hallazgos son fundamentales para futuras aplicaciones en campos donde comprender y controlar la luz a una escala tan pequeña es esencial».
La metodología y los resultados del estudio confirman la eficacia de las técnicas de medición avanzadas en el campo de la nanofotónica. “Nuestra investigación ha mapeado con éxito la distribución espacial de la mejora de la tasa de desintegración radiativa, revelando que aunque hay cierta mala posición de moléculas individuales debido a su interacción con la estructura, este efecto es insignificante dentro del espacio de la nanoantena, lo que proporciona un control preciso de la luz brillante. » Los científicos explican el origen de la emisión de fotón único. «Esta medición de precisión abre nuevos horizontes para la caracterización de dispositivos ópticos altamente sensibles y profundiza nuestra comprensión de la interacción mejorada entre el emisor cuántico y la nanoestructura».
En conclusión, los científicos destacan las implicaciones más amplias de su trabajo: «Nuestra investigación proporciona una nueva lente a través de la cual observar las interacciones de la luz a nanoescala. La capacidad de medir las interacciones de la luz con esta precisión allana el camino para avances en diversas aplicaciones, desde la computación cuántica hasta computación cuántica y cuántica.» Sensación para diagnóstico médico”.
revista
La ciencia de la luz y sus aplicaciones.
Fecha de publicación del artículo.
2-enero-2024
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