우리는 자연 과학 및 캐나다 발견 교부금 공학 연구위원회 (NSERC)에서이 서적 및 자금을 후원 해 주신 Thorlabs을 인정합니다. 우리는이 비디오 문서의 제작 생산 지원을 위해 브라이스 Cyr와 더글러스 Rennehan 감사드립니다.

SIBA 트래핑 기술의 원리는 그림 1에 도시된다. 그림 2는 실험 설정의 개략도이다. 1. 광학 트래핑 설정 절차의이 섹션은 키트를 설정에 대한 자세한 내용은 광학 트래핑 키트에 수동 9 광학 힘 측정 모듈 매뉴얼 (10) 참조하십시오. 애벌랜치 포토 다이오드 (APD)이 구역 위치 검출기 대신 사용합니다. 광학 트래핑 키트에 포함되지 않은 나사의 경우, 캡 나사 및 하드웨어 키트 (Thorlabs, HW-KIT2)에있는 사람들을 사용합니다. 레이저가 켜져있을 때 눈 보호는 항상 착용해야합니다. 빔이 안전한 지역 및 보석과 같은 반사 액세서리,에 포함되어 있는지 확인 피해야한다. 레이저 다이오드를 취급 할 때 또한 정전기 방전 보호 좋습니다. <ol><li> 광학 트위터 키트 (Thorlabs, OTKB / M)와 힘 meas를 설정urement 모듈 (Thorlabs, OTKBFM) 각각의 설명서에 따라 있습니다. 실리콘 기반의 애벌랜치 포토 다이오드 (APD) (Thorlabs, APD110A)는 구역 위치 검출기 대신에 힘을 측정 모듈의 (Thorlabs, OTKBFM)의 사용됩니다. </li><li> 동축 케이블을 통해 오실로스코프 (Tektronics, TDS1012)에 APD를 연결합니다. </li><li> 빔 확장기 내부 반 파장 판을 (Thorlabs, AHWP05M-980)를 추가합니다. 반 파장 판은 두 렌즈 튜브 (Thorlabs, SM1L03) 사이에 고정되어 있습니다. </li></ol> 2. Nanofabrication <ol><li> 네 동일한 조각으로 금 코팅 테스트 슬라이드를 (EMF 사, CR / 호주) 자른다. 상업적으로 이용 가능한 슬라이드에 대한 대안으로, 우리는 또한에 대해 200 ° C의 높은 기판 온도에서 1 인치 정사각형 유리 슬라이드에 e-빔 증착에 의해 증착 2 nm의 티 부착 층과 100 nm의 두께 끊을 필름을 사용한 적어도 1 시간. 이 부드러운 다결정 필름을 생산하고 있습니다. </li><li> 에 대한 입력으로 두 번 nanohole 구조의 비트 맵 이미지를 만듭니다집중 이온 빔 (거짓말을) 시스템은 비트 맵입니다. 이미지는 두 고체 원, 190 nm의 중심 거리에 센터 직경이 160 나노 미터로 구성되어 있습니다. 이 템플릿은 약 15 nm의 팁 분리를 만듭니다. 원 사이의 선택 얇은 라인은 팁 사이에있는 잔류 금속을 제거 할 배치 할 수 있습니다. 그림 3A는 예를 들어 비트 맵 이미지를 보여줍니다. </li><li> 사소한 거짓말 (히타치, FB-2100) 밀링 시스템을 사용하여 두 번 nanohole 구조를 제조. 사소한 거짓말 밀링 패턴 (비트 맵의​​ 어두운 영역은 거짓말을하여 가공됩니다)에 단계 2.2의 비트 맵을 변환합니다. 40 KV, 60 K 시간 배율에서 15 μm 직경의 구멍을 제한 빔의 이온 가속 전압을 사용합니다. 밀 여든는 각 패스에 5 μsec 복용 시간 각을 두 번 nanohole에 전달합니다. 그림 3B는 전형적인 결과 구조를 보여줍니다. 필요에 따라 반복합니다. 오류를 허용하는 등 여러 nanoholes이 이루어져야합니다. </li><li> 중 거짓말을 및 / 또는 H로를 사용하여 등록 마커를 추가그리고 두 번 nanohole (들)의 대략적인 위치를 나타냅니다. </li><li> 선택적으로, 정확하게 구조의 품질 및 팁 분리를 평가하는 구멍의 SEM 이미지를보세요. </li></ol> 3. 마이크로 상공 회의소 마이크로 유체 챔버를 제조하기위한 프로세스 흐름 다이어그램은 그림 4에 표시됩니다. <ol><li> 일회용 컵에 polydimethylsiloxane (PDMS)베이스 (다우 코닝 캐나다, Sylgard 184 실리콘 엘라스토머베이스)의 10g와 경화 에이전트의 추가 1g (다우 코닝 캐나다, Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 경화 에이전트)를 넣어. 몇 분 동안 섞는다. </li><li> 모든 거품이 사라지기 전에는 진공 챔버에서 혼합 대피하십시오. </li><li> 9cm 직경 페트리 접시에 PDMS의 1.5 g을 넣어. 65 초. 그림 4B에 950 rpm으로 페트리 접시의 바닥에 스핀 코트 PDMS는 결과를 보여줍니다. 두께는 80 μm 미만인하는 한 중요하지 않으며 금 영화는 하단의 현미경 objectiv 이내의 거리에 있습니다전자의 작동 거리. </li><li> 부드럽게 곳 3-5 # 1.5 그림 4C 같이 사람들이 30 분에 중복 피난하지 않는 등의 PDMS로 coverslips (피셔 과학, 12-541-B). </li><li> coverslips를 이동하고 피난 동안 서로의 상단에 하나를 적층하는 경우, 부드럽게 서로를 그들을 이동합니다. 주의는 얇고 균일 한 coverslips에서 PDMS를 유지하기로 이동해야합니다. </li><li> coverslips의 조작이 필요 한 경우 30 분에 다시 페트리 접시를 피난한다. </li><li> 진공 챔버에서 페트리 접시를 제거하고 85 20 분에 핫 플레이트 요리를 ° C. </li><li> 면도날을 사용하여 커버 중 하나가 부드럽게 잘 팁 핀셋을 사용하여 슬라이드를 내다 미끄러 져 그만. PDMS는 그림 4E 같이 PMMA 페트리 접시보다 유리 커버 슬립에 더 접착제이므로 PDMS의 얇은 층은 coverslip에 남아있을 것입니다. </li><li> 그림 4 층에서와 같이 면도날로 PDMS의 3 × 3 밀리미터 창 밖으로 잘라. 이 창 챔버를 구성 곳 Nanoparticle 솔루션은 유지됩니다. </li></ol> 4. 샘플 준비 <ol><li> 아크릴을 사용하여 중앙에 ¾ &quot;직경 구멍 현미경 슬라이드를 제조.이는 레이저 커터로 수행 할 수 있습니다. 다른 자료도 사용하실 수 있습니다. 골드 샘플은 홀 내부에 배치됩니다. </li><li> 더블 양면 테이프로 구멍 테이프 둘레. 초과 테이프를 잘라 면도날을 사용합니다. </li><li> coverslip에에 배치 현미경 슬라이드, PDMS가 마주하고 있습니다. </li><li> w / V w / v는 탈 이온수를 사용하여 0.05 %에서 1 %에서 폴리스티렌 nanosphere 솔루션을 (열 과학, 3020A) 희석. micropipette 사용할 수 있습니다. </li><li> PDMS 창에서 솔루션의 몇 방울을 추가합니다. nanoholes이있는 금을 샘플로 드롭을 추가합니다. </li><li> nanoholes은 PDMS 창에 있다고 같은 coverslips 위에 장소 금 샘플입니다. 확실히 거품이 챔버 내부에 존재하지 않는 확인하십시오. coverslip 및 소량 초과 솔루션에 대해 금 샘플을 누릅니다. </li><li> 기름 침지 목표를 (사건이 여기로하지만, 필요 없습니다)를 사용하면, PDMS 창 밑에있는 coverslip의 반대편에 집중 기름 한 방울을 추가합니다. nanoholes의 위치를​​ 기록해보세요. </li><li> 침지 기름은 현미경 대물과의 접촉하게 될 때까지 슬라이드 홀더, 아래 마주 기름, 그리고 낮은 슬라이드 홀더에 현미경 슬라이드를 삽입합니다. </li><li> 대략 표시 마크는 목표 아래 있다는 등 슬라이드 무대를 맞 춥니 다. </li><li> nanoholes로 이어지는 표시 라인을 따르십시오. 표시 마크 및 열려있는 다른 영역을 화면 중앙에서 삭제하는 등 위치 슬라이드. 과도한 빛 전송 APD을 손상시킬 수 있습니다. </li><li> 레이저를 사용합니다. 이색 성 거울은 완벽하지이기 때문에, 레이저 빔에서 화면의 중심에서 가까운 곳이 나타납니다. </li><li> 압전 단계 제어 소프트웨어를 사용, 더 세 축에 정렬을 수정하십시오. </li></ol> 5. 데이터 수집 <ol><li> 그러는 함께표시 마크의 P, 위치 알려진 nanohole 위치에 자리가 인근에 있습니다. nanoholes은 해결 될 너무 작아되며 곳으로 만 표시됩니다. </li><li> 샘플을 통해 빛 전송은 오실로스코프의 신호 레벨로 표시됩니다. 빛 전송을 극대화 할로 추가 샘플을 맞 춥니 다. 표시 마크 및 빛 전송이 분야에서 높은 수로 표시와 비 표시 긁힘에주의하십시오. 흠집이 더 점진적 변화를 전시하면서 Nanoholes은 빛 전송에 갑자기 점프를 표시합니다. </li><li> 이중 nanohole 구조가 극성이므로 waveplate 사용하여, 높은 빛 전송을 위해 빛 양극화를 조정합니다. </li><li> , 소음을 최소화 브레드, 200 KΩ 저항과 100 PF 커패시터와 RC 필터를 구축하고 동축 케이블을 통해 APD 후 연결합니다. 이 값은 필수 데이터 수집의 대역폭을 고려하여 최적의 성능을 조정할 수 있습니다. </li><li> 오실로스코프 및 데이터 acquis를 연결동축 케이블과 T 어댑터 RC 필터에 ition 모듈 (오메가, USB-4711A). </li><li> 원하는 시간 동안 데이터 수집 모듈을 사용하여 APD의 전압을 드셔보세요. 수집 시간은 초 수백 일반적입니다. 이 경우, 사용자 정의 소프트웨어 패키지는 데이터 수집을 위해 사용되었다. 전압은 초당 2,000 시간에 샘플링합니다. </li><li> MATLAB을 사용하여 Savitzky - 골 레이 필터를 사용하여 획득 데이터를 필터링하고 그래프에 대 시간을시킵니다. </li></ol>

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이 기사에 생산 및 무료 액세스 Thorlabs의 후원을받습니다.

현재 설정은 nanohole의 구조로 인해서 효과적인 트래핑 능력을 갖추고 있습니다. 낮은 광학 농도에서이 nanohole 트랩 ~ 10 나노 미터 규모의 유전체 입자. 필요한 광 전력 대 입자의 역 넷째 주문 스케일링에 의해 제한됩니다 그러나, 그들은 일반적으로 섭동 정권에서 작동; 다른 소설 광학 트랩 광 다이폴 안테나 11, 귓속말 - 갤러리 모드 광 resonators 12,13 및 waveguides 14 등 크기, SIBA 두 번 nanohole 트랩 다르다. 대체 조리개 모양은 또한 직사각형 plasmonic nanopore 15 트래핑에 대해 발표했습니다. 이중 nanohole 트랩으로 표시 기타 유리한 자질은 입자 크기 선택 행동 7, 단일 트래핑 위치 (다중 입자 트래핑을 제한하는)와 제조 (16)의 용이성 등이 있습니다. 사소한 거짓말을 사용하여에 대한 대안으로 두 번 nanoholes은 콜로이드 석판을 사용하여 제조 될 수있다Y 6. 대형 polarizability과 크기의 생물 소재 트래핑은 세포 17,2,18, 담배 모자이크 바이러스 3 조작 거실과 대형 유전체 입자 19과 끝에 묶여 DNA의 가닥의 스트레칭, 박테리아 3 포함했다; 작은의하지만, 직접 트래핑 테 더링이없는 생물학적 샘플 도전 남아 있습니다. 이 트래핑 구성은 작은 생물 입자가 손상 또는 테 더링없이 오랜 기간 동안 개최 될 수 있도록 기존의 조명 핀셋과 원형 nanohole보다 낮은 빛의 농도에 작은 유전체 입자를 포집 할 수 있습니다. 또한, 트래핑 이벤트가 이러한 방법의 설치가 민감한 센서로 작동하고 바이러스와 단백질과 같은 작은 생물 입자를 감지 할 수 있도록 높은 신호 대 잡음 비율을 나타냅니다. 사실, 20 나노 미터 폴리스티렌 분야가 가장 작은 생물 입자과 비교 1.59의 굴절률이바이러스 있습니다. 이 방법은 생물 입자를 포함한 나노 입자의 고정 및 조작을위한 안정적이고 성숙한 기술, 역할을 할 수있을 것입니다. 이 기술의 응용은 마이크로 유체 환경에 통합이 포함되어 있습니다. 대신에 하나의 마이크로 유체 챔버를, 채널은 동적으로 굴절률 감지를위한 이상적인 환경을 제어하는​​ 데 사용됩니다. 이러한 설정은보다 안정적이고 강력한 설정과 용질의 빠른 분석으로 이어지는 하나의 마이크로 유체 칩에서 설정 될 것입니다. 또 다른 방법은 단일 형광 태그 바이러스, 반도체 양자 점과 녹색 형광 단백질의 특성에 대한 형광 검출 방식의 개발입니다. 이 설치는 매우 작은 샘플 분석 할 수 있도록, 하나의 바이러스 나 단백질의 바이오 센서에 변형에 대한 가능성이 있습니다. 마약 발견 21 질병과 감염 검출 (22)는 하나의 단백질 검출기를 높일 수 있습니다. 라만 SPEctroscopy는 입자 및 단일 결합 사건의 라만 신호의 검출을위한 통합 할 수 있습니다. 이중 nanohole 구조는 끝이 강화 라만 분광법 23 적절한 방법으로 강력한 지역 현장 개선을 할 수 있습니다. 재료 특성의 구체적인 라벨이없는 방법은 또한 라만 분광법 24를 사용하는 것이 가능해 질 것입니다.

<table border="1"><tbody><tr><td> 이름 </td><td> 제조업 자 </td><td> 일련 번호 </td><td> 코멘트 </td></tr><tr><td> 집중 오일 </td><td> Cargille 연구소 </td><td> 16,484 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 키트 </td><td> 다우 코닝 캐나다 </td><td></td><td> 수량 : 1 PDMS 기반과 경화 에이전트를 모두 포함 </td></tr><tr><td> 골드 코팅 테스트 슬라이드 </td><td> EMF 사 </td><td> 크롬 / 호주 </td><td> 수량 : 1 티 부착 층은 잘으로 사용할 수 있습니다 </td></tr><tr><td> 더 1.5 Coverslips 없습니다 </td><td> 피셔 과학 </td><td> 12-541-B </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 중심 이온 빔 시스템 </td><td> 히타치 </td><td> FB-2100 </td><td></td></tr><tr><td> 휴대용 데이터 수집 모듈 </td><td> 오메가 공학 </td><td> USB-4711A </td><td> 큐uantity : 1 </td></tr><tr><td> 선형 단계 </td><td> 파커 </td><td> 4034M </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 레이저 다이오드 헤드와 컨트롤러 </td><td> Sacher Lasertechnik 그룹 </td><td> TEC 120 </td><td> 수량 : 1 수동 조정할 수 Littrow 레이저 시스템 </td></tr><tr><td> 디지털 오실로스코프 </td><td> Tektronics </td><td> TDS1012 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 20 나노 미터 Nanosphere 크기 기준 </td><td> 열 과학 </td><td> 3020A </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 1 &quot;렌즈 마운트 </td><td> Thorlabs </td><td> LMR1 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 0.3 &quot;렌즈 튜브 </td><td> Thorlabs </td><td> <a href="http://www.thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=SM1L03" target="_blank">SM1L03</a> </td><td> 수량 : 2 </td></tr><tr><td> 흡수 ND 4.0 필터 </td><td> Thorlabs </td><td> NE40A </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 알루미늄 BreadboaRD </td><td> Thorlabs </td><td> MB1824 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 눈사태 포토 다이오드 </td><td> Thorlabs </td><td> APD110A </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 디지털 광학 파워 미터 </td><td> Thorlabs </td><td> PM100 </td><td> 수량 : 1 갔고, 다른 사람들은 할 것 </td></tr><tr><td> 힘 측정 모듈 </td><td> Thorlabs </td><td> OTKBFM </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 동적 미러 마운트 </td><td> Thorlabs </td><td> KM200-E03 </td><td> 수량 : 1 주변 IR 레이저 품질 거울 </td></tr><tr><td> 레이저 다이오드 정전류 드라이버 </td><td> Thorlabs </td><td> LD1255R </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> LD1255 광학 테이블 마운트 플레이트 </td><td> Thorlabs </td><td> LD1255P </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 마운트 비 염색성의 하프 웨이브 플레이트 </td><td> Thorlabs </td><td> AHWP05M-980 </td><td> 수량 : 1 690-1200 nm의 </td></tr><tr><td> 광학 트위터 키트 </td><td> Thorlabs </td><td> OTKB / M </td><td> 수량 : 1 측정 항목 또는 제국 </td></tr><tr><td> 홀더베이스를 게시 </td><td> Thorlabs </td><td> BA2 </td><td> 수량 : 2 </td></tr><tr><td> 전원 공급 장치 </td><td> Thorlabs </td><td> PS-12DC-US </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 전원 공급 장치 케이블 </td><td> Thorlabs </td><td> LD1255-CAB </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 직각 판 </td><td> Thorlabs </td><td> AP90 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 직각 포스트 클램프 </td><td> Thorlabs </td><td> RA90 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 스테인리스 광학 포스트 </td><td> Thorlabs </td><td> TR3 </td><td> 수량 : 1 </td></tr><tr><td> 테이블 클램프 </td><td> Thorlabs </td><td> CL1 </td><td> 수량 : 2 갔고, 다른 사람들은 할 것 </td></tr><tr><td> 열 센서 </td><td> Thorlabs </td><td> PM210 </td><td> 수량 : 1 디지털 광학 파워 미터에 대한 </td></tr><tr><td> 100 PF의 콘덴서 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 200 KOhm 저항 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 아크릴 시트 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 3 &quot;X 1&quot; 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 동축 케이블, 전선 및 커넥터의 구색 </td><td></td><td></td><td> 필요에 따라 </td></tr><tr><td> 브레드 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 오목 렌즈 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 다이아몬드 커터 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 더블 양면 테이프 </td><td></td><td></td><td> 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 면도날 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 중요하지 </td></tr><tr><td> 족집게 </td><td></td><td></td><td> 수량 : 1 모든 브랜드 벌금 팁 </td></tr></tbody></table>

optical trapping of nanoparticles

광학 트래핑은 빛을 사용하여 부드러운 방법으로 작은 물체를 immobilizing하고 조작하기위한 기술이며, 그것은 널리 작은 생물 입자를 포집 및 조작에 적용되었습니다. Ashkin 및 동료는 먼저 하나의 초점 빔 1을 사용 광학 핀셋을 보여 주었다. 단일 빔 트랩이 작은 레일 레이 정권 입자 1의 경우에 섭동 그라디언트 힘 제제를 사용하여 정확하게 설명 할 수 있습니다. 섭동 정권에서 광 전력은 입자 크기의 역 넷째 힘 입자 비늘을 수집 필요합니다. 높은 광학 힘은 유전체 입자를 손상 난방을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 직경이 109 nm의 덫 라텍스 분야는 생물학적 문제 2,3에 심각한 영향을 미칠 수있는 25 제 1 항에 15 MW 빔에 의해 파괴되었다. 자기 유도 백업 작업 (SIBA) 광학 트래핑은 50 나노 미터 폴리스티렌 분야를 추적하기는 제안 된비 섭동 정권 4. 비 섭동 정권에서 배경에 작은 유전율 대비 심지어 작은 입자가 크게 주변 전자기 필드에 영향을 미치는와 대형 광학 힘을 유도 할 수 있습니다. 입자가 조명 구멍을 입력으로 빛을 전송 때문에 유전체 로딩 중 크게 증가합니다. 입자는 조리개를 남겨하려고하면 감소 전송 입자를 막고, 구멍, 뉴턴의 제 3 법칙에 의해 입자 안쪽에 힘의 결과를 홀에서 운동량 바깥쪽으로의 변경을 초래합니다. 빛 전송 모니터링 할 수 있습니다, 따라서, 트랩은 센서 될 수 있습니다. SIBA 트래핑 기술은 더 더블 nanohole 구조를 사용하여 향상시킬 수 있습니다. 이중 nanohole 구조는 강력한 지역 필드 강화에게 5,6를 제공 보여왔다. 더블 nanohole의 두 날카로운 팁 사이에, 작은 입자는 광학 transmissio에 큰 변화를 일으킬 수 있습니다N,이를 통해 대형 광학 힘을 유도. 그 결과, 작은 나노 입자는 같은 12 nm의 규산 분야 7 3.4 나노 유체 역학적 반경 소 혈청 알부민 단백질 8로, 덫을 할 수 있습니다. 이 작품에서 nanoparticle 트래핑에 사용 된 실험 구성이 설명되어 있습니다. 첫째, 우리 세부 Thorlabs 광학 트위터 키트를 기반으로 트래핑 설정의 조립. 다음, 우리는 금속 필름, 마이크로 유체 챔버의 제조 및 샘플 준비에 더블 nanohole의 nanofabrication 절차를 설명합니다. 마지막으로, 우리는 세부 데이터 수집 절차를하고 20 나노 미터 폴리스티렌 nanospheres을 수집하는 전형적인 결과를 제공합니다.

<html> 일반적인 인수 추적은 그림 5A에 표시됩니다. 트래핑 이벤트는 두 전송 전력 레벨 사이의 명확한 스위치를 보여주는 날카로운 가장자리와 함께 특질 상 갑자기입니다. 입자가 브라운 운동에 따라에 따라, 트래핑 이벤트가 무작위로 발생합니다. 20 나노 미터 입자를 들어, 트래핑에서 전송 변경 사항은 10-300 초 주변에 5-10 %와 트래핑 배 주위에 일반적이었다. 위에 설명 된 전력과 집중을위한 트래핑 이벤트를 달성 할 수있는 전형적인 시간은 분의 순서에 있습니다. 입자가 출시되면, 그것은 일반적으로 다음 트래핑 이벤트가 뒤에 있지만 steric 방해로 인해 그것은 동시에 여러 입자 트래핑을 볼 드물지입니다. 결과의 품질에 따라, 갇힌 상태에서 신호 노이즈의 일부 증가가있을 수 있습니다. 이 소음 증가는 덫 입자의 브라운 운동에서 비롯됩니다. 갇혀있는 입자없이,이 잡음 소스가 존재하지 않습니다. <html> _content &quot;&gt; 일부 유물은 트래핑 이벤트를 나타내는없는 결과에 표시 될 수 있습니다. 그림 5B과 같이 분 동안 전송에 날리는, 느린 변화를 보여주는 결과가 폐기해야합니다. 다른 유물도 존재할 수 있습니다 이러한 치료는 챔버가 거품이 무료로 제공하기 위해 이동하지 않는 경우 일관성 전송 변경, 전혀 과도한 소음 또는 전혀 트래핑가. 예를 들어, 거품이 불연속 강도 점프가 발생할 수 있습니다. 이러한 거품은 동적 측면에서 트래핑 이벤트에 다르게 응답합니다 행동과 강도 변화는, 그래서 그들은 쉽게 확인할 수있다. 이러한 증상이 가난한 더블 nanohole 구조, 오염 물질 또는 기계적 진동에 의해 발생 될 수 있습니다. 조용한 낮은 활동 설정이 높은이 설정을 배치하는 것이 좋습니다. 또한, 레이저 등을 수 정렬 후 몇 분을 해결하기 위해 무대뿐만 아니라 도움이 될 수 있습니다. s/ftp_upload/4424/4424fig1.jpg &quot;/&gt; 그림 1 Subwavelength 개구 광 전송 :) 입자없이, 유전체 입자로 인해 B) 증가 전송, C) 입자 시도가 떠나야하는 경우, 빛 추진력 (ΔT)에 감소하는 것과 같이 입자의 힘 (F)을하게됩니다. 구멍으로 다시 끌어, d)에 전송 ΔT의 변화로 이어지는, 입자에 의한 전송 곡선의 적목 변화. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/4424/4424fig2.jpg" /> . 그림은 2, 빨간색 원의 확대)은 B의 설정을 수집하는) 전체 회로도 표시됩니다, B) 확대는 더블 nanohole을 표시하고, PDMS 챔버 내부의 nanospheres, 더블 nanohole 구조의 C) SEM 이미지입니다. 사용 약어 : LD = 레이저 다이오드, ODF = 광학 밀도 필터, HWP = 반 파장 판, BE = 빔 확장기, MR = 거울, MO = 현미경 대물, 오이 MO는 = 기름 immer시온의 현미경 대물, DH = 더블 nanohole, APD = 사태 광 검출기. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/4424/4424fig3.jpg" /> 그림 3 거짓말을 제조에 사용되는) 예 비트 맵 그림,. b)는 이중 nanohole의 SEM 이미지입니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/4424/4424fig4.jpg" /> 그림 4. 마이크로 유체 챔버를 제조를위한 프로세스 다이어그램. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/4424/4424fig5.jpg" /> 그림 5. 20 나노 미터 폴리스티렌 분야로 이벤트를 트래핑의 (A) 전형적인 인수. (B) 급성 날리는를 보여주는 가난한 획득.

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Optical Trapping of Nanoparticles

유전체의 저전력 광학 트래핑 다음 설치 방법 세부 금속 필름에 두 번 nanohole를 사용하여 나노 입자.

나노 입자의 광학 트래핑

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Research

JoVE Journal

Engineering

22.3K 조회수.  University of Victoria. 유전체의 저전력 광학 트래핑 다음 설치 방법 세부 금속 필름에 두 번 nanohole를 사용하여 나노 입자.

비디오: Optical Trapping of Nanoparticles

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To compensate for lower light absorption such physically thin devices have to incorporate light-trapping which increases their optical thickness. Light scattering by textured surfaces is a common technique but it cannot be universally applied to all solar cell technologies. Some cells, for example those made of evaporated silicon, are planar as produced and they require an alternative light-trapping means suitable for planar devices. Metal nanoparticles formed on planar silicon cell surface and capable of light scattering due to surface plasmon resonance is an effective approach.
The paper presents a fabrication procedure of evaporated polycrystalline silicon solar cells with plasmonic light-trapping and demonstrates how the cell quantum efficiency improves due to presence of metal nanoparticles.
To fabricate the cells a film consisting of alternative boron and phosphorous doped silicon layers is deposited on glass substrate by electron beam evaporation. An Initially amorphous film is crystallised and electronic defects are mitigated by annealing and hydrogen passivation. Metal grid contacts are applied to the layers of opposite polarity to extract electricity generated by the cell. Typically, such a ~2 &mu;m thick cell has a short-circuit current density (Jsc) of 14-16 mA/cm2, which can be increased up to 17-18 mA/cm2 (~25% higher) after application of a simple diffuse back reflector made of a white paint.
To implement plasmonic light-trapping a silver nanoparticle array is formed on the metallised cell silicon surface. A precursor silver film is deposited on the cell by thermal evaporation and annealed at 23&deg;C to form silver nanoparticles. Nanoparticle size and coverage, which affect plasmonic light-scattering, can be tuned for enhanced cell performance by varying the precursor film thickness and its annealing conditions. An optimised nanoparticle array alone results in cell Jsc enhancement of about 28%, similar to the effect of the diffuse reflector. The photocurrent can be further increased by coating the nanoparticles by a low refractive index dielectric, like MgF2, and applying the diffused reflector. The complete plasmonic cell structure comprises the polycrystalline silicon film, a silver nanoparticle array, a layer of MgF2, and a diffuse reflector. The Jsc for such cell is 21-23 mA/cm2, up to 45% higher than Jsc of the original cell without light-trapping or ~25% higher than Jsc for the cell with the diffuse reflector only.
Introduction
Light-trapping in silicon solar cells is commonly achieved via light scattering at textured interfaces. Scattered light travels through a cell at oblique angles for a longer distance and when such angles exceed the critical angle at the cell interfaces the light is permanently trapped in the cell by total internal reflection (Animation 1: Light-trapping). Although this scheme works well for most solar cells, there are developing technologies where ultra-thin Si layers are produced planar (e.g. layer-transfer technologies and epitaxial c-Si layers) 1 and or when such layers are not compatible with textures substrates (e.g. evaporated silicon) 2. For such originally planar Si layer alternative light trapping approaches, such as diffuse white paint reflector 3, silicon plasma texturing 4 or high refractive index nanoparticle reflector 5 have been suggested.
Metal nanoparticles can effectively scatter incident light into a higher refractive index material, like silicon, due to the surface plasmon resonance effect 6. They also can be easily formed on the planar silicon cell surface thus offering a light-trapping approach alternative to texturing. For a nanoparticle located at the air-silicon interface the scattered light fraction coupled into silicon exceeds 95% and a large faction of that light is scattered at angles above critical providing nearly ideal light-trapping condition (Animation 2: Plasmons on NP). The resonance can be tuned to the wavelength region, which is most important for a particular cell material and design, by varying the nanoparticle average size, surface coverage and local dielectric environment 6,7. Theoretical design principles of plasmonic nanoparticle solar cells have been suggested 8. In practice, Ag nanoparticle array is an ideal light-trapping partner for poly-Si thin-film solar cells because most of these design principle are naturally met. The simplest way of forming nanoparticles by thermal annealing of a thin precursor Ag film results in a random array with a relatively wide size and shape distribution, which is particularly suitable for light-trapping because such an array has a wide resonance peak, covering the wavelength range of 700-900 nm, important for poly-Si solar cell performance. The nanoparticle array can only be located on the rear poly-Si cell surface thus avoiding destructive interference between incident and scattered light which occurs for front-located nanoparticles 9. Moreover, poly-Si thin-film cells do not requires a passivating layer and the flat base-shaped nanoparticles (that naturally result from thermal annealing of a metal film) can be directly placed on silicon further increases plasmonic scattering efficiency due to surface plasmon-polariton resonance 10.
The cell with the plasmonic nanoparticle array as described above can have a photocurrent about 28% higher than the original cell. However, the array still transmits a significant amount of light which escapes through the rear of the cell and does not contribute into the current. This loss can be mitigated by adding a rear reflector to allow catching transmitted light and re-directing it back to the cell. Providing sufficient distance between the reflector and the nanoparticles (a few hundred nanometers) the reflected light will then experience one more plasmonic scattering event while passing through the nanoparticle array on re-entering the cell and the reflector itself can be made diffuse - both effects further facilitating light scattering and hence light-trapping. Importantly, the Ag nanoparticles have to be encapsulated with an inert and low refractive index dielectric, like MgF2 or SiO2, from the rear reflector to avoid mechanical and chemical damage 7. Low refractive index for this cladding layer is required to maintain a high coupling fraction into silicon and larger scattering angles, which are ensured by the high optical contrast between the media on both sides of the nanoparticle, silicon and dielectric 6. The photocurrent of the plasmonic cell with the diffuse rear reflector can be up to 45% higher than the current of the original cell or up to 25% higher than the current of an equivalent cell with the diffuse reflector only.

Polycrystalline silicon thin-film solar cells on glass are fabricated by deposition of boron and phosphorous doped silicon layers followed by crystallisation, defect passivation and metallisation. Plasmonic light-trapping is introduced by forming Ag nanoparticles on the silicon cell surface capped with a diffused reflector resulting in ~45% photocurrent enhancement.

Plasmonic 강화된 라이트 - 트래핑과 다결정 실리콘 박막 태양 전지

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

연구

공학

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime. Lithium ion batteries have also been considered to be used in electric and hybrid vehicles1 or even electrical grid stabilization systems2. All these applications simulate a dramatic increase in the research and development of battery materials3-7, including new materials3,8, doping9, nanostructuring10-13, coatings or surface modifications14-17 and novel binders18. Consequently, an increasing number of physicists, chemists and materials scientists have recently ventured into this area. Coin cells are widely used in research laboratories to test new battery materials; even for the research and development that target large-scale and high-power applications, small coin cells are often used to test the capacities and rate capabilities of new materials in the initial stage. 
 In 2010, we started a National Science Foundation (NSF) sponsored research project to investigate the surface adsorption and disordering in battery materials (grant no. DMR-1006515). In the initial stage of this project, we have struggled to learn the techniques of assembling and testing coin cells, which cannot be achieved without numerous help of other researchers in other universities (through frequent calls, email exchanges and two site visits). Thus, we feel that it is beneficial to document, by both text and video, a protocol of assembling and testing a coin cell, which will help other new researchers in this field. This effort represents the "Broader Impact" activities of our NSF project, and it will also help to educate and inspire students.
In this video article, we document a protocol to assemble a CR2032 coin cell with a LiCoO2 working electrode, a Li counter electrode, and (the mostly commonly used) polyvinylidene fluoride (PVDF) binder. To ensure new learners to readily repeat the protocol, we keep the protocol as specific and explicit as we can. However, it is important to note that in specific research and development work, many parameters adopted here can be varied. First, one can make coin cells of different sizes and test the working electrode against a counter electrode other than Li. Second, the amounts of C black and binder added into the working electrodes are often varied to suit the particular purpose of research; for example, large amounts of C black or even inert powder were added to the working electrode to test the "intrinsic" performance of cathode materials14. Third, better binders (other than PVDF) have also developed and used18. Finally, other types of electrolytes (instead of LiPF6) can also be used; in fact, certain high-voltage electrode materials will require the uses of special electrolytes7.

A protocol to construct and test coin cells of lithium ion batteries is described. The specific procedures of making a working electrode, preparing a counter electrode, assembling a cell inside a glovebox and testing the cell are presented.

건설과 리튬 이온 배터리의 동전 전지의 테스트

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Construction of a High Resolution Microscope with Conventional and Holographic Optical Trapping Capabilities

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular organelles 2,3, as well as for high spatial and temporal resolution readout of their position relative to the center of the trap. The system described herein has one such "traditional" trap operating at 980 nm. It additionally provides a second optical trapping system that uses a commercially available holographic package to simultaneously create and manipulate complex trapping patterns in the field of view of the microscope 4,5 at a wavelength of 1,064 nm. The combination of the two systems allows for the manipulation of multiple refractive objects at the same time while simultaneously conducting high speed and high resolution measurements of motion and force production at nanometer and piconewton scale.

The system described herein employs a traditional optical trap as well as an independent holographic optical trapping line, capable of creating and manipulating multiple traps. This allows for the creation of complex geometric arrangements of refractive particles while also permitting simultaneous high-speed, high-resolution measurements of the activity of biological enzymes.

기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 기능과 고해상도 현미경의 구조

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular ...

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A single gold nanoparticle held by an optical tweezer is used as a sensor to quantify the rhythmic motion of a Nauplius larva (Artemia salina) in a water sample. This is achieved by monitoring the time dependent displacement of the trapped nanoparticle as a consequence of the Nauplius activity. A Fourier analysis of the nanoparticle&#39;s position then yields a frequency spectrum that is characteristic to the motion of the observed species. This experiment demonstrates the capability of this method to measure and characterize the activity of small aquatic larvae without the requirement to observe them directly and to gain information about the position of the larvae with respect to the trapped particle. Overall, this approach could give an insight on the vitality of certain species found in an aquatic ecosystem and could expand the range of conventional methods for analyzing water samples.

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

We use optical tracking of plasmonic nanoparticles to probe and characterize the frequency movements of aquatic organisms.

&#39;Nauplius의 움직임을 분석<em&gt; 아테 살리나</em&gt; &#39;플라즈몬 나노 입자의 광학 추적하여

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological and physical sciences over the past few decades. The progress made in this field invites further study of even smaller systems and at a larger scale, with tools that could be distributed more easily and made more widely available. Unfortunately, the fundamental laws of diffraction limit the minimum size of the focal spot of a laser beam, which makes particles smaller than a half-wavelength in diameter hard to trap and generally prevents an operator from discriminating between particles which are closer together than one half-wavelength. This precludes the optical manipulation of many closely-spaced nanoparticles and&#160;limits the&#160;resolution of optical-mechanical systems. Furthermore, manipulation using focused beams requires beam-forming or steering optics, which can be very bulky and expensive. To address these limitations in the system scalability of conventional optical trapping our lab has devised an alternative technique which utilizes near-field optics to move particles across a chip. Instead of focusing laser beams in the far-field, the optical near field of plasmonic resonators produces the necessary local optical intensity enhancement to overcome the restrictions of diffraction and manipulate particles at higher resolution. Closely-spaced resonators produce strong optical traps which can be addressed to mediate the hand-off of particles from one to the next in a conveyor-belt-like fashion. Here, we describe how to design and produce a conveyor belt using a gold surface patterned with plasmonic C-shaped resonators and how to operate it with polarized laser light to achieve super-resolution nanoparticle manipulation and transport. The nano-optical conveyor belt chip can be produced using lithography techniques and easily packaged and distributed.

The scalability and resolution of conventional optical manipulation techniques are limited by diffraction. We circumvent the diffraction limit and describe a method of optically transporting nanoparticles across a chip using a gold surface patterned with a path of closely spaced C-shaped plasmonic resonators.

나노 광학 컨베이어 벨트의 제작 및 운영

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly known as plasmonic effects, play an important role. Research in this field has, however, been impeded owing to the difficulty of fabricating devices containing the desired functional metal nanostructures. In order to provide a viable strategy to this issue, we herein show a transfer printing-based approach that allows the quick and low-cost integration of designed metal nanostructures with a variety of device architectures, including solar cells. Nanopillar poly(dimethylsiloxane) (PDMS) stamps were fabricated from a commercially available nanohole plastic film as a master mold. On this nanopatterned PDMS stamps, Ag films were deposited, which were then transfer-printed onto block copolymer (binding layer)-coated hydrogenated microcrystalline Si (&#181;c-Si:H) surface to afford ordered Ag nanodisk structures. It was confirmed that the resulting Ag nanodisk-incorporated &#181;c-Si:H solar cells show higher performances compared to a cell without the transfer-printed Ag nanodisks, thanks to plasmonic light trapping effect derived from the Ag nanodisks. Because of the simplicity and versatility, further device application would also be feasible thorough this approach.

A viable transfer printing-based methodology to introduce plasmonic metal nanostructures in solar cells is described. Using nanopillar poly(dimethylsiloxane) stamps, an Ag-based ordered nanodisk array was integrated with standard hydrogenated microcrystalline Si solar cells, which led to improved device performances due to plasmonic light trapping.

전송 인쇄하여 수소 첨가 미세 결정 실리콘 태양 전지에 빛 트래핑 실버 나노 구조의 통합

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong suppression at a single wavelength requires that all cores have matching transmission profiles. These gratings cannot be inscribed using the same method as for single-core fibers because the curved surface of the cladding acts as a lens, focusing the incoming UV laser beam and causing variations in exposure between cores. Therefore we use an additional optical element to ensure that the beam shape does not change while passing through the cross-section of the multicore fiber. This consists of a glass capillary tube which has been polished flat on one side, which is then placed over the section of the fiber to be inscribed. The laser beam enters the fiber through the flat surface of the capillary tube and hence maintains its original dimensions. This paper demonstrates the improvements in core-to-core uniformity for a 7-core fiber using this method. The technique can be generalized to larger multicore fibers.

We describe a technique for inscribing identical fiber Bragg gratings into each core of a multicore fiber. This is achieved by introducing an additional surface into the optical path to mitigate lensing by the curved surface of the fiber cladding.

멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 작성

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

MEMS 검사 및 특성화를위한 소형 렌즈가없는 디지털 홀로그램 현미경

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step process that finishes with Negishi coupling. Negishi coupling is a cross-coupling process in which a chemical precursor is first lithiated, followed by transmetallation with ZnCl2. The resultant organozinc compound can be coupled to a dibrominated aromatic precursor to give the conjugated monomer. Polymer films can be prepared via electropolymerization of the monomer and characterized using cyclic voltammetry and ultraviolet-visible-near infrared (UV-Vis-NIR) spectroscopy. Nanoparticles (NPs) are prepared via emulsion polymerization of the monomer using a two-surfactant system to yield an aqueous dispersion of the polymer NPs. The NPs are characterized using dynamic light scattering, electron microscopy, and UV-Vis-NIR-spectroscopy. Cytocompatibility of NPs is investigated using the cell viability assay. Finally, the NP suspensions are irradiated with a NIR laser to determine their effectiveness as potential materials for photothermal therapy (PTT).

A protocol is presented for the synthesis and preparation of nanoparticles consisting of electroactive polymers.

전기 활성 고분자 나노 입자 출전 광열 등록

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...