Оптический захват наночастиц

Принцип технику захвата SIBA показано на рисунке 1. Рисунок 2 представляет собой схему экспериментальной установки. 1. Оптический установки треппинга Для этой части процедуры, обратитесь к оптическим комплект захвата руководства 9 или оптическая сила измерительного модуля руководства 10 для информации о настройке комплектов. Обратите внимание, что лавинного фотодиода (APD) используется вместо детектора позиции квадранта. Для винтов не входит в комплект оптического захвата, используйте те, в колпачок и аппаратного комплекта (Thorlabs, HW-KIT2). Защита глаз следует носить все время, когда лазер включен. Убедитесь, что луч, содержащиеся в безопасный район и отражающий аксессуары, такие как ювелирные изделия, следует избегать. Кроме того, защиту от электростатического разряда целесообразно при работе с лазерными диодами. Установка оптического пинцета комплект (Thorlabs, OTKB / M) и силой измерениярений модуль (Thorlabs, OTKBFM) в соответствии с их соответствующих руководствах. Кремниевых лавинных фотодиодов (APD) (Thorlabs, APD110A) используется вместо измерения силы модуля (Thorlabs, OTKBFM) квадрант датчик положения. Подключите APD на осциллограф (Tektronics, TDS1012) через коаксиальный кабель. Добавить полуволновой пластинки (Thorlabs, AHWP05M-980) внутри расширителя пучка. Полуволновой пластинки крепится между двумя объектива трубы (Thorlabs, SM1L03). 2. Nanofabrication Вырезать с золотым покрытием тест слайд (EMF Corp, Cr / Au) на четыре одинаковых кусков. В качестве альтернативы коммерчески доступны слайды, мы также использовали толщиной 100 нм Au фильм с 2 нм Ti адгезии слоя, нанесенного по электронной лучевого осаждения на 1 квадратный дюйм предметное стекло при повышенной температуре подложки 200 ° C в течение по крайней не менее 1 часа. Это приводит к гладкой поликристаллической пленки. Создание растрового изображения с двойным nanohole структуры качестве входных данных длясфокусированного ионного пучка (FIB) система растрового изображения. Изображение состоит из двух твердых кругах, 160 нм в диаметре, с центром в центре расстоянии 190 нм. Этот шаблон создает чаевые разделения около 15 нм. Между кругами, дополнительно тонкие линии могут быть размещены для удаления остатков металла между советами. Рис.3 показан пример изображения растрового изображения. Изготовление двойного nanohole структуры с помощью FIB (Hitachi, FB-2100) фрезерные системы. Преобразование растрового изображения в шаге 2.2 в шаблон FIB фрезерования (темная область в растровом получает измельченный на FIB). Использование ионных ускоряющее напряжение 40 кВ, луч предельного отверстия диаметром 15 мкм до 60 увеличением K раз. Mill восемьдесят проходит для каждого двойного nanohole с 5 мкс дозу время на каждом проходе. Рис. 3б показан типичный результате структура. Повторять по мере необходимости. Несколько наноотверстий должны быть сделаны, чтобы учесть ошибки. Добавить регистрация маркеры, либо с помощью FIB и / или чи указать примерное расположение двойной nanohole (ы). При необходимости, принимать изображение SEM из отверстия точно оценить качество структуры и чаевых разделения. 3. Микрофлюидных палата Технологическая схема изготовления микрофлюидных камеры показано на рисунке 4. Залить 10 г полидиметилсилоксана (PDMS) базы (Dow Corning Канада, Sylgard 184 Силиконовый эластомер Base) и дополнительно 1 г отвердителя (Dow Corning Канада, Sylgard 184 Силиконовый эластомер отвердителя) в одноразовые чашки. Смешайте в течение нескольких минут. Эвакуировать смеси в вакуумную камеру, пока все пузырьки ушли. Залить 1,5 г PDMS на 9 см блюдо диаметром Петри. Спин слой PDMS на дне чашки Петри при 950 оборотов в минуту в течение 65 сек. Рис. 4, б показан результат. Толщина не является критическим, пока он находится под 80 мкм; золотая пленка находится в нижней микроскопом объективностирабочая е 'расстояние. Аккуратно место 3-5 # 1.5 покровные (Fisher Scientific, 12-541-B) на PDMS, что они не пересекаются и эвакуироваться в течение 30 мин, как показано на рисунке 4с. Если покровные переехал и сложены друг на друга во время эвакуации, мягко перемещать их друг от друга. Внимание должно быть принято, чтобы держать PDMS под покровные тонким и равномерным. Если манипуляция покровные было необходимо, эвакуировать чашки Петри снова в течение 30 мин. Убрать чашку Петри с вакуумной камерой и варить на плите в течение 20 мин при 85 ° C. С помощью лезвия бритвы, вырезать одну из крышки скользит затем аккуратно приподнимите слайд, используя тонкий пинцет чаевых. Тонким слоем PDMS будет оставаться на покровное как PDMS больше клея на скольжение стеклянной крышкой, чем PMMA блюдо Петри как показано на рисунке 4e. Вырежьте 3 х 3 мм окном в PDMS с лезвием бритвы, как на рисунке 4F. Это окно лягут в камеру, где пanoparticle решение будет сохранен. 4. Подготовка проб Изготовление предметное стекло микроскопа с ¾ "диаметр отверстия в центре использованием акрила. Это может быть достигнуто с лазерным резаком. Другие материалы могут быть использованы как хорошо. Золотом образец будет помещен внутрь отверстия. Лента окружности отверстия с двухсторонней ленты. Используйте лезвие, чтобы сократить избыток ленты. Место стекло микроскопа на покровное, PDMS лицевой стороной вверх. Разведите раствор полистирола наносферы (Thermo Scientific, 3020A) с 1% вес / объем до 0,05% вес / объем использованием деионизированной воды. Микропипетки могут быть использованы. Добавить несколько капель раствора в окно PDMS. Добавить падение на золото образца, где наноотверстий находятся. Место золота образца в покровные, что наноотверстий находятся внутри окна PDMS. Убедитесь, что пузырьков нет внутри камеры. Нажмите золото проба против покровное и промокните излишки раствора. При использовании объективного нефти погружения (как в данном случае, но не обязательно), добавить каплю иммерсионного масла на противоположной стороне покровного стекла, под окном PDMS. Обратите внимание на расположение наноотверстий. Вставьте стекло микроскопа в держатель слайдов, нефть вниз, а затем опустите держатель слайдов до погружения нефти вступает в контакт с объектива микроскопа. Примерно выровнять слайд этапе такая, что индикатор знаки под цели. Следите линий индикатора, ведущих к наноотверстий. Позиция слайд такое, что индикатор знаки и другие открытые участки очищаются от центра экрана. Чрезмерное пропускания света может привести к повреждению APD. Включите лазер. Как зеркальные не совершенен, место недалеко от центра экрана от лазерного луча должна появиться. С помощью программного обеспечения управления этапе пьезо, дальнейшего совершенствования выравнивание по всем трем осям. 5. Сбор данных С Хельр показателя знаки, положение месте рядом с известным местоположением nanohole. Наноотверстий будет слишком мала, чтобы быть решены и должны появляться только в виде пятен. Пропускание света через образец указывается уровень сигнала на экране осциллографа. Дальнейшее выравнивание образца, чтобы максимизировать пропускание света. Будьте осторожны с показателем знаков и видимых и невидимых царапин, как светопропускание будет высока в этих областях. Наноотверстий покажет резких скачков пропускания света в то время как царапины имеют более постепенных изменений. Использование Фазовые пластины, отрегулируйте поляризации света для высокой светопроницаемости, как дважды nanohole структуры поляризованы. Чтобы свести к минимуму шум, построить RC фильтр с макета, 200 кОм, резистор и конденсатор 100 пФ и подключить его после APD через коаксиальный кабель. Эти значения могут быть скорректированы для лучшей производительности, с учетом пропускной способности сбора данных требуется. Подключите осциллограф и данные Acquisition модуль (Omega, USB-4711A) с фильтром RC с коаксиальным кабелям и Т-адаптером. Попробуйте напряжения APD с помощью модуля сбора данных в течение требуемого времени. Приобретение раз, как правило, в сотни секунд. В этом случае пользовательский пакет программного обеспечения был использован для сбора данных. Напряжение дискретизации 2000 раз в секунду. Использование Matlab, фильтровать полученные данные использованием Савицкого-Голея фильтр и построить ее в зависимости от времени на графике.