Bu çalışma, BİT Ar-MSIP / IITP (R0190-15-2040, bir içerik konfigürasyon yönetimi sistemi Geliştirme ve 3 boyutlu baskı için bir simülatör akıllı materyaller kullanılarak) D programı tarafından desteklenmiştir.

Dikkat: Kullanmadan önce tüm ilgili malzeme güvenlik yönetmeliklerine bakınız. mikroçip üretiminde kullanılan kimyasalların Çeşitli akut zehirli ve kanserojendir. mühendislik kontrolleri (davlumbaz, sıcak levha ve hizalama) ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlükler, eldivenler, laboratuvar önlüğü, boy pantolon ve kapalı kullanımı dahil, Fotolitografiyi ve Aşındırma işlemleri gerçekleştirirken tüm uygun güvenlik uygulamalarını kullanın -toe ayakkabılar). PDMS mikrokanalın 1. İmalat <ol><li> fotolitograf işlemi ile mikro kalıp İmalatı <ol><li> Tamamen pirana temizleme (Şekil 1a) ile 4 inçlik Si levhanın yüzeyine yabancı maddeleri çıkarmak. Çanak pirana solüsyon yapmak için 3: 1 oranında sülfürik asit (H2 SO 4) ve hidrojen peroksit (O 2H 2) karıştırın. Tedricen kuvvetli bir asit az miktarlarda ilave edilmesi (H2O karıştırın <sub&gt; 2) zayıf bir asit (H2 SO 4) için; Bu düzen tersine için yüksek ölçüde reaktif kuvvetli bir asit, bir patlamaya yol açabilir. </li><li> 10 dakika boyunca pirana çözeltisi içinde gofret daldırın. Daha sonra geri kalan pirana çözeltisi çıkarmak için 3 dakika boyunca deiyonize (Di) su içinde gofret bırakın. 10 sn için distile su akan gofret durulayın. Kalan DI uzaklaştırmak için N2 gazı ile yıkama prosedürü 3 kez kuru tekrarlayın. </li><li> ayrıca, gofretin kurutmak için 180 ° C&#39;de 20 dakika boyunca bir sıcak plaka üzerinde gofret yerleştirin. </li><li> 1500 rpm&#39;de (1b Şekil) 45 s için gofret ve spin kaplama üstünde olumsuz fotorezist 5 ml dökün; döndürmeli kaplama sonrasında bir fotorezist boncuğu, fotorezist nispeten yüksek yoğunlukta gofret kenarında oluşturulur. </li><li> 5 saat boyunca bir tesviye stand düzleştirme fotodirenç kaplı gofret dengeleyin. </li><li> 65 ° C&#39;de 12 dakika boyunca bir sıcak plaka üzerinde fotorezist kaplı gofret yerleştirinC, 95 ° C de 35 dakika ve 65 ° C (yumuşak pişirme) 12 dk. </li><li> Maske tutucu ve hizalama substrat aşamasında yumuşak pişmiş gofret film maskesi sabitleyin. Fotorezist katılaşmaya 650 mJ / cm2&#39;de 43 s için ultraviyole (UV) ışığa maruz. </li><li> 65 ° C, 95 ° C de 15 dakika ve 65 ° C (maruziyet sonrası pişirme), 5 dakika, 5 dakika boyunca sıcak plaka üzerinde gofret yerleştirin. </li><li> unsolidified fotodirencin çıkarmak için 30 dakika boyunca fotoresist gofret bırakın. </li><li> Geri kalan IPA çıkarmak için izopropil alkol (IPA) ve N2 gazı ile kuru ile gofret durulayın. </li></ol></li><li> PDMS mikrokanalın imalatı <ol><li> Gofret ve atmosferik plazma makinesi 25 ile B 200 bir güçte, 1 dakika için fotorezist kalıbın yüzeyinin tedavi; CH4 gaz akışları ve Sırasıyla, 6 ve 30 sccm olmalıdır. Kolayca polyd ayırmak için bu hidrofobik işlemin gerçekleştirmegofret ve ışığa dirençli kalıp (Şekil 1c) yüzeyinden dimetilsiloksan (PDMS) mikrokanal. </li><li> PDMS baz karıştırılması ve 10 arasında bir oranda sertleştirici PDMS çözeltisi hazırlayın: 1 arasındadır. 2 dakika boyunca karıştırın. </li><li> bir Petri kabı içinde çok ince bisküvi (150 mm x 15 mm) yerleştirilir ve PDMS çözeltisi 100 ml. Bir desikatörde kullanarak karıştırarak elde oluşturulan kabarcıklar çıkarın. </li><li> PDMS çözeltisi (Şekil 1d ve h) katılaşması 80 ° C &#39;de 2 saat süre ile bir fırında Petri tabağına yerleştirin. </li><li> Bir tıraş bıçağı ile PDMS mikrokanalın dış hattı boyunca kesip gofret ayırmak; 13 mm long, 300 um genişliğinde ve 150 um, yüksek (Şekiller 1e, f, i): imal PDMS mikrokanal aşağıdaki boyutlara sahip olmalıdır. Not: deliklerin iki tip tek modlu fiber (SMF), kablo ve borular eklemek için bir micropuncture ile üretilir: (a girişinePDMS mikrokanal (Şekil 1 g ND çıkış)). SMF kablo altın plaka çentikli nanohole lazer ışınını göndermek üzere kullanılır. tüp / ekleme PDMS mikrokanal ila / parçacık çözeltisi elde etmek için kullanılmaktadır. </li><li> PDMS mikrokanalın her bir ucunda 1.5 mm giriş ve çıkış delikleri ile delinmesi. PDMS mikrokanalın merkezinde bir 0.3 mm SMF kablo deliği delmek. </li></ol></li></ol> Altın Plate 2. Aşındırma yöntem <ol><li> 25 x 6.25 mm2 (Şekil 2a) boyutları olan, ticari olarak temin edilebilen altın plakası hazırlayın. </li><li> Aşağıdaki temizleme prosedürleri ile altın plaka üzerinde herhangi bir yabancı madde çıkarın. Her biri 5 dakika boyunca aseton, metanol, ve DI su daldırılarak aşağıdaki sırada temizleyin. </li><li> 10 s için altın plaka DI su ile 3 kez yıkayın ve kalan DI suyun ayrılması için N2 gazı ile plaka kurutun. </li><li> için sıcak plaka üzerinde altın plaka yerleştirin180 ° C de 20 dakika tam olarak kalan nemi çıkarmak için. </li><li> 3,000 rpm&#39;de 40 saniye için altın kaplama sıkma tabakasında heksametildisilazan (HMDS) 0.5 mL dökün. </li><li> 3,000 rpm&#39;de 40 saniye için spin kaplı HMDS&#39;nin üst ve sıkma tabakasında pozitif fotorezist 0.5 mL dökün (Şekil 2b). </li><li> 110 ° C (yumuşak kabartma) 90 s için sıcak plaka üzerinde fotorezist kaplı altın plaka koyun. </li><li> cam levhanın film maskesi saptamak ve alt tabaka sahnede yumuşak pişmiş altın plaka yerleştirilir. Photoresist&#39;i erimesi için 64 mJ / cm2 4.5 saniye boyunca UV ışığına Açığa. </li><li> 1 dakika çözündürüldü fotorezist (Şekil 2c) uzaklaştırmak için fotodirenç altın plaka bırakın. DI suyla Altın plaka durulayın ve N2 gazı ile kurutulur. </li><li> Maruz Au (Şekil 2d) uzaklaştırmak için 28 Â / sn bir aşındırma hızında 45 sn Au yanığı altın plaka bırakın. DI Su sağlama altın plaka durulayınR ve N2 gazı ile kurutulur. </li><li> Maruz Ti (Şekil 2e) çıkarmak için 25 Â / sn bir aşındırma oranı 5 saniye için Ti yanığı altın plaka bırakın. DI suyla Altın plaka durulayın ve N2 gazı ile kurutulur. </li><li> 3 dakika her biri (Şekil 2f) aseton, metanol ve Dİ su içinde daldırarak altın levha üzerinde kalan fotorezist çıkarın; Yazılı sırayla plaka bırakın. </li><li> 10 s için altın plaka DI su ile 3 kez yıkayın. N2 gazı ile kuru DI su uzaklaştırılmıştır. </li><li> Tamamen nemi çıkarmak için 120 ° C&#39;de 3 dakika boyunca sıcak plaka üzerinde altın plakayı; üretilen altın blok 400 x 150 um 2 (Şekil 2 s) olmalıdır. </li><li> Değirmen aşındırma (Şekiller 2G ve i) sonra imal edilmiş altın bloğun merkezinden bir odaklanmış iyon demeti (FİB) kullanılarak 400 nm nanohole. altın bl odaklanmak için 370-nm dairesel model oluşturma3 s boyunca 28 pA 30 kV voltaj hızlandırıcı bir iyon ile takılıp sıkıştırılmış. </li></ol> Microchip 3. Montaj <ol><li> 80 W bir güç ve 825 mTorr 25 arasında bir basınçta bir plazma sistemi ile bir araya bağlamak için O2 plazma ile 1 dakika için PDMS mikrokanal ve altın plakanın her iki yüzünü de maruz bırakınız. NOT: Bu altın blok ve PDMS mikro kanal mikrometre düzeyinde olduğu için hassasiyetle bunları eklemek özellikle zordur. Bu nedenle, bir kamera ve bir el aşaması ile bir hizalama kullanın. </li><li> Hizalayıcı (Şekil 3a), maske tutucu film bir maske için kullanılan cam levhanın sabitleyin. </li><li> Cam levhanın Ç 2 -plazma ile muamele edilmiş PDMS mikrokanalı takın; PDMS hidrofilik olduğu için, kolayca herhangi bir yapışma çözüm olmadan cam levhanın eklenecektir. Hizalayıcı (Şekil 3a), alt-tabaka aşamasında altın kaplamalı sabitleyin. </li><li> th merkezlerini bulunhizalama kamerayı kullanarak, aynı eksen üzerinde hizalanmış e SMF kablo deliği ve altın blok. Iki parça (Şekil 3b ve c) birleştirmek için el aşaması kaldırın. </li></ol> PDMS Coating Mikroçip yan yüzey Pürüzlülüğünün 4. Yapı Not: 400 x 150 um 2 sabit boyutlara sahip altın kaplama PDMS malzemeden daha kesmek için nispeten daha zordur. Bu nedenle, levhanın PDMS mikrokanalı ayırmak için, bir traş makinesi bıçak altın plaka daha büyük bir parçasını kesmek için kullanılır. Kanalın içinde bir mikroskop (Şekil 4a) yan taraftan bakıldığı şekilde iki parça birleştirdikten sonra, altın plaka PDMS nisbetle aşırı parçalar daha sonra kesilmelidir. Bununla birlikte, bir pencere olarak kullanılan kesim yüzeyi, yüksek bir yüzey pürüzlülüğüne sahiptir ve sonuç olarak (Şekil kanalda akan parçacıkların bulutlu görüntüler üretir4b). PDMS çözeltisi ile Kaplama Bu sorunu gidermek için yeniden gerçekleştirilir. <ol><li> 10 de madde PDMS taban karıştırılması ve kür PDMS çözeltisi hazırlayın: 1 oranında 2 dakika boyunca karıştırın. </li><li> Petri kabı içine PDMS çözeltisi 2 ml dökün ve 1000 rpm&#39;de (şekil 4c) 30 s için sıkma kaplama yapmak. </li><li> Petri kabı (Şekil 4d) ile mikroskop yer alacak olan mikroçip yüzeyi yerleştirin. PDMS çözeltisi katılaşmaya 80 ° C&#39;de 1 saat boyunca bir fırında Petri tabağına yerleştirin. </li><li> Mikroçip ve bir tıraş bıçağı kullanılarak PDMS sınır kesin ve daha sonra Petri çanak ayırmak (Şekil 4e, f). </li></ol> 5. Lazer Kavrama Microchip SMF Kablo takma için NOT: plasmonik cımbız sistemi için, bir 1.064 nm dalga boyu olan bir fiber optik gelen lazer kullanılır. SMF kablo inci çapı için kullanılandiş lazer (5 mm), mikroçip altın bloğu (400 x 150 um 2) ile öğütülmüş nanohole lazer ışınını göndermek üzere çok büyüktür. SMF kablonun kaplama çapı 125 um&#39;dir. Bu nedenle, gelen lazer ve SMF kablo bağlanmış olması gerekir. <ol><li> Mikroskop objektif bir 40X objektif lens SMF coupler&#39;inde monte bağlayın. SMF bağlayıcı elyaf kelepçesi üzerine SMF kablo sabitleyin. objektif lens arka açıklığı doldurmak için gelen lazer ışını hizalayın. </li><li> SMF kuplörün donatılmış üç eksenli el aşamasında ayarlayarak SMF kablo göbeğine lazer ışınının odak. </li><li> mikroçip SMF kablo deliğine SMF kablosunun diğer ucunu yerleştirin. mikroçip de sabit fiber kablo müstakil edilemez, çünkü elyaf kablosunun kenarında sokulmasından önce lazer gücü ölçün. </li><li> SMF kabin arasındaki boşluktan akan parçacık çözeltisi sızmasını önlemek için, epoksi yapıştırıcı kullanılarak SMF kablo deliği mühürle deliği (300 um) ve SMF kablo (125 um) kaplama; yerleştirilen fiber kablosunun ucu sıvı akışını önlemek için mikrokanalı girmek gerekir. El ile bu nanohole barındıran altın bloğuna dik olacak şekilde Görsel geri-besleme fiber kablo hizalayın. </li></ol> Microchip 6. plasmonik Yakalama Tek Floresan Polistiren Parçacık <ol><li> bir şırınga micropump etmek mümkündür ve parçacık çözeltisi ile doldurulmuş olan şırınga, takın. floresan mikroskop örnek aşamasında cam kapak yerleştirin. mikroçip giriş / çıkış delikleri tüpleri bağlayın. cam kapak üzerinde PDMS kaplı mikroçip yüzeyi yerleştirin. </li><li> floresan mikroskopu üzerinde monte kamera ile kanalın iç gözlemleyerek 60X su daldırma objektif lense ortogonal mikroçip yerleştirin. yerinde mikroçip düzeltmek için şeffaf bant kullanın. Şırınga KD ile mikroçip giriş borusunuEdle. </li><li> 20 um / s mikropompayı kontrol ederek mikroçipe parça çözeltisi ekleyin. Bu anda, floresan lamba açıldığında floresan parçacık kanalında da gözlenebilir olduğunu teyit etmektedir. </li><li> parçacık çözeltisi mikroçip çıkışından çıkar kadar bekleyin. 3.4 mm / s hız ayarlama. </li><li> o nanohole içine lazer yayar, böylece lazer kaynak cihazı çevirin; Floresan parçacık nanohole RIM sıkışacaktır. </li><li> tuzak parçacık çıkar kadar mikropompayı kontrol edilmesi ile 0,4 mm / s artışlarla akışkan hızı Rampa. sıkışan parçacıklar kaçış akışkanın hızını ölçer. Bu ölçülen akışkan hızı kullanarak her lazer yoğunluğu için maksimum yakalama gücü elde edilir. </li></ol>

<ol>
	<li>Crane, N. B., Onen, O., Carballo, J., Ni, Q., Guldiken, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluidic+assembly+at+the+microscale:+progress+and+prospects.">Fluidic assembly at the microscale: progress and prospects.</a> Microfluid. Nanofluid. 14 (3), 383-419 (2013).</li><li>Yao, B., Luo, G. A., Feng, X., Wang, W., Chen, L. X., Wang, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microfluidic+device+based+on+gravity+and+electric+force+driving+for+flow+cytometry+and+fluorescence+activated+cell+sorting.">A microfluidic device based on gravity and electric force driving for flow cytometry and fluorescence activated cell sorting.</a> Lab Chip. 4 (6), 603-607 (2004).</li><li>Zhang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+manipulation+of+continuous+picoliter-volume+superparamagnetic+droplets+using+a+magnetic+force.">On-chip manipulation of continuous picoliter-volume superparamagnetic droplets using a magnetic force.</a> Lab Chip. 9 (20), 2992-2999 (2009).</li><li>Park, I. Y., Sung, S. Y., Lee, J. H., Lee, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manufacturing+micro-scale+structures+by+an+optical+tweezers+system+controlled+by+five+finger+tips.">Manufacturing micro-scale structures by an optical tweezers system controlled by five finger tips.</a> J. Micromech. Microeng. 17, N82-N89 (2007).</li><li>Kim, J. D., Hwang, S. U., Lee, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traceable+assembly+of+microparts+using+optical+tweezers.">Traceable assembly of microparts using optical tweezers.</a> J. Micromech. Microeng. 22, 105003 (2012).</li><li>Kim, J. D., Lee, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+and+actuation+of+a+microscopic+gear+assembly+formed+using+optical+tweezers.">Construction and actuation of a microscopic gear assembly formed using optical tweezers.</a> J. Micromech. Microeng. 23, 065010 (2013).</li><li>Kim, J. D., Choi, J. H., Lee, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+measurement+of+the+maximal+forces+in+plasmonic+tweezers.">A measurement of the maximal forces in plasmonic tweezers.</a> Nanotechnology. 26 (42), 425203 (2015).</li><li>Kim, J. D., Lee, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trapping+of+a+single+DNA+molecule+using+nanoplasmonic+structures+for+biosensor+applications.">Trapping of a single DNA molecule using nanoplasmonic structures for biosensor applications.</a> Biomed. Opt. Express. 5 (8), 2471-2480 (2014).</li><li>Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+tweezers+-+the+strength+of+surface+plasmons.">Plasmonic tweezers - the strength of surface plasmons.</a> MRS Bull. 37 (8), 739-744 (2012).</li><li>Juan, M. L., Gordon, R., Pang, Y., Eftekhari, F., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-induced+back-action+optical+trapping+of+dielectric+nanoparticles.">Self-induced back-action optical trapping of dielectric nanoparticles.</a> Nat. Phys. 5, 915-919 (2009).</li><li>Pang, Y., Gordon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+of+12+nm+dielectric+spheres+using+double-nanoholes+in+a+gold+film.">Optical trapping of 12 nm dielectric spheres using double-nanoholes in a gold film.</a> Nano Lett. 11 (9), 3763-3767 (2011).</li><li>Tanaka, Y., Kaneda, S., Sasaki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+potential+of+optical+trapping+using+a+plasmonic+nanoblock+pair.">Nanostructured potential of optical trapping using a plasmonic nanoblock pair.</a> Nano Lett. 13 (5), 2146-2150 (2013).</li><li>Kang, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-power+nano-optical+vortex+trapping+via+plasmonic+diabolo+nanoantennas.">Low-power nano-optical vortex trapping via plasmonic diabolo nanoantennas.</a> Nat. Commun. 2, 582 (2011).</li><li>Roxworthy, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+plasmonic+bowtie+nanoantenna+arrays+for+optical+trapping,+stacking,+and+sorting.">Application of plasmonic bowtie nanoantenna arrays for optical trapping, stacking, and sorting.</a> Nano Lett. 12 (2), 796-801 (2012).</li><li>Shoji, T., Tsuboi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+optical+tweezers+toward+molecular+manipulation:+tailoring+plasmonic+nanostructure,+light+source,+and+resonant+trapping.">Plasmonic optical tweezers toward molecular manipulation: tailoring plasmonic nanostructure, light source, and resonant trapping.</a> J. Phys. Chem. Lett. 5 (17), 2957-2967 (2014).</li><li>Pang, Y., Gordon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+of+a+single+protein.">Optical trapping of a single protein.</a> Nano Lett. 12 (1), 402-406 (2012).</li><li>Tsuboi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+of+quantum+dots+based+on+gap-mode-excitation+of+localized+surface+plasmon.">Optical trapping of quantum dots based on gap-mode-excitation of localized surface plasmon.</a> J. Phys. Chem. Lett. 1, 2327-2333 (2010).</li><li>Shoji, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permanent+fixing+or+reversible+trapping+and+release+of+DNA+micropatterns+on+a+gold+nanostructure+using+continuous-wave+or+femtosecond-pulsed+near-infrared+laser+light.">Permanent fixing or reversible trapping and release of DNA micropatterns on a gold nanostructure using continuous-wave or femtosecond-pulsed near-infrared laser light.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (17), 6643-6648 (2013).</li><li>Grigrenko, A. N., Roberts, N. W., Dickson, M. R., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanometric+optical+tweezers+based+on+nanostructured+substrates.">Nanometric optical tweezers based on nanostructured substrates.</a> Nat. Photonics. 2, 365-370 (2008).</li><li>Righini, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-optical+trapping+of+rayleigh+particles+and+escherichia+coli+bacteria+with+resonant+optical+antennas.">Nano-optical trapping of rayleigh particles and escherichia coli bacteria with resonant optical antennas.</a> Nano Lett. 9 (10), 3387-3391 (2009).</li><li>Chen, K. Y., Lee, A. T., Hung, C. C., Huang, J. S., Yang, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+trapping+in+two-dimensional+nanoscale+plasmonic+optical+lattice.">Transport and trapping in two-dimensional nanoscale plasmonic optical lattice.</a> Nano Lett. 13 (9), 4118-4122 (2013).</li><li>Berthelot, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+manipulation+with+scanning+near-field+optical+nanotweezers.">Three-dimensional manipulation with scanning near-field optical nanotweezers.</a> Nat. Nanotechnol. 9 (4), 295-299 (2014).</li><li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+optical+trapping+and+arrangement+of+nano-objects+in+a+plasmonic+nanocavity.">Enhanced optical trapping and arrangement of nano-objects in a plasmonic nanocavity.</a> Nano Lett. 12 (1), 125-132 (2011).</li><li>Wang, K., Schonbrun, E., Steinvurzel, P., Crozier, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trapping+and+rotating+nanoparticles+using+a+plasmonic+nano-tweezer+with+an+integrated+heat+sink.">Trapping and rotating nanoparticles using a plasmonic nano-tweezer with an integrated heat sink.</a> Nat. Commun. 2, 469 (2011).</li><li>Byun, D., Cho, S. J., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+flexible+penetrating+microelectrode+array+for+use+on+curved+surfaces+of+neural+tissues.">Fabrication of a flexible penetrating microelectrode array for use on curved surfaces of neural tissues.</a> J. Micromech. Microeng. 23, 125010 (2013).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Şekil 6a dikdörtgen nokta gösterilen SMF kablosu, mikroçip üzerinde SMF kablo deliğine sokulmuştur. SMF kablo delik kablo çapından daha büyük olduğu için, epoksi yapıştırıcı akan parçacık çözeltisi sızmasını önlemek için bir boşluğu kapatmak için kullanılmıştır. epoksi yapıştırıcı tatbik edilmeden önce, altın bloğu ve kablo kenarı eş eksenli olarak, bir mikroskop kullanılarak elle hizalanmalıdır. bu eş eksenli olarak hizalanabilir sokulan kablo kenar ve na...

mikro nesneleri işlemek yeteneği birçok mikro / nano deneyleri için vazgeçilmez bir özelliktir. Direkt temas manipülasyonlar manipüle nesneleri zarar verebilir. Daha önce düzenlenen nesneleri serbest bırakılması nedeniyle de yapışma problemlerinin zordur. Bu sorunların üstesinden gelmek için, bir akışkan 1, elektrikli 2, manyetik, 3 veya foton kuvvetleri 4, 5, 6, 7 kullanarak birkaç dolaylı yöntemler, 8 önerilmiştir. Fotonik güçlerini kullanmak plasmonik cımbız olay yoğunluğu 9 daha büyük olağanüstü saha geliştirme birkaç siparişlerin fiziği dayanmaktadır. Bu son derece güçlü alan geliştirme son derece küçük nano parçacıkların yakalanmasını sağlar. Örneğin, hareketsiz ve nano boyutlu işlemek için gösterilmiştirpolistiren partikülleri 7, 10, 11, 12, 13, 14, polimer zincirleri 15, proteinler 16, kuantum noktaları 17 ve DNA moleküllerinin 8, 18 gibi nesneler. Onlar etkili bir şekilde incelenir önce hızlı bir şekilde yok ya çünkü lazer yüksek yoğunluğu nedeniyle hasar nedeniyle plasmonik cımbız olmadan, tuzak nanopartiküller zordur. Birçok plasmonik çalışmalar çeşitli nano ölçekli altın yapılarını kullanmışlardır. Biz, 19 nanodisk türleri, 12, 13, 14, 15 çıkıntı yapan olarak altın yapıları kategorize <syukarı&gt;, 20, 21 ya da bastırılmış nanohole tipi 7, 8, 10, 11, 22, 23. ikincisi için, altın substratlar gözlem açılma alanı nedeniyle, görüntüleme kolaylık açısından, nanodisk türleri nanohole türlerine göre daha uygundur. Ayrıca, plasmonik yakalama plasmonik yapının yakınında meydana gelir ve gözlem daha zor hale getirir. Bizim bilgimize göre, nanohole türlerinde plasmonik yakalama oranı sadece dolaylı saçılma sinyallerini kullanarak doğrulandı. Ancak, bu tür mikroskobik görüntüleri gibi hiçbir başarılı direkt gözlemler, bildirilmiştir. Çok az çalışma sıkışan partiküllerin pozisyon tarif edilmiştir. Bu tür bir sonuç, Wang ve arkadaşları tarafından sunuldu. Onlar altın maddesi üzerinde bir altın sütunu oluşturulur ve p gözlenenBir floresan mikroskop 24 ile eşya hareketi. Bununla birlikte, bu ışın eksenine paralel yönde değil yanal hareketlerini izlemek için etkilidir. Bu yazıda, yeni akışkan mikroçip tasarım ve üretim prosedürlerini tanıtmak. Bu çip kullanarak, plasmonik nano paralel ve dik yönde hem de plasmonically sıkışan partiküllerin izleme göstermektedir. Ayrıca, mikroçip, uç hızı bulmak için akışkan hızı artırılarak immobilize parçacığın maksimum kuvveti ölçer. plasmonik cımbız üzerinde çoğu çalışma nicel deneysel kurulumları kullanılan maksimal yakalama kuvvetleri gösteremez çünkü bu çalışma benzersizdir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Negative photoresist&#160;</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>SU-8 2075</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>SU-8 Developer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist&#160;</td>
			<td>Merck Ltd.</td>
			<td>AZ GXR-601</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ Photoresist Developers</td>
			<td>Merck Ltd.</td>
			<td>AZ 300 MIF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HMDS</td>
			<td>Merck Ltd.</td>
			<td>AZ Adhesion Promoter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aligner</td>
			<td>Midas System</td>
			<td>MDA 400M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atmospheric plasma machine&#160;</td>
			<td>Atmospheric Process 
			Plasma Co.</td>
			<td>IDP-1000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimethylsiloxane (PDMS)</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184 A/B</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold coated test slides</td>
			<td>EMF Co.</td>
			<td>TA124(Ti/Au)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au etchant&#160;</td>
			<td>Transene Inc.</td>
			<td>TFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ti etchant&#160;</td>
			<td>Transene Inc.</td>
			<td>TFT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40X objective lens&#160;</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>40X DIN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60X water immersion 
			objective lens&#160;</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>LUMPLFLN 60XW</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical fiber incident laser&#160;</td>
			<td>IPG Photonic</td>
			<td>YLR 10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SMF coupler</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MBT612D/M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe micropump</td>
			<td>Harvard</td>
			<td>PC2 70-4501</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent microscope&#160;</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX-51</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma system</td>
			<td>Femto Science Inc</td>
			<td>CUTE-MPR</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

plasmonic trapping and release of nanoparticles in a monitoring environment

Plasmonik cımbız polarize nano ölçekli nesneleri tutmak için yüzey plazmon Polaritonlar kullanın. plasmonik cımbız çeşitli tasarımlar arasında sadece birkaç immobilize parçacıkların gözlemleyebiliriz. Ayrıca, çalışmaların sınırlı sayıda deneysel parçacıklar üzerinde exertable kuvvetleri ölçüldü. tasarımlar çıkıntılı nanodisk türüne veya bastırılmış nanohole türü olarak sınıflandırılabilir. İkincisinin için, mikroskobik gözlem son derece zordur. Bu yazıda, yeni plasmonik cımbız sistemi bir plasmonik nanohole yapının simetrik eksenine paralel ve dik yönde hem de parçacıklar izlemek için sokulur. Bu özellik nanohole kenarına yakın her parçacığın hareketini gözlemlemek için bize sağlar. Ayrıca, miktar yeni akışkan kanalı kullanılarak maksimum sıkıştırma kuvvetinin tahmin edilebilir.

PDMS mikrokanal ve nanohole altın plakasının fabrikasyon işlemi, Şekil 1 ve 2 de gösterilmiştir. Yöntem iki parçaları birleştirmek ve gerçek mikroçip, Şekil 3 &#39;de gösterilmiştir. PDMS mikroçip tarafından kanalın içini ortaya çıkarmak için kesilmiştir. Bununla birlikte, bunun nedeni, kesme düzleminin yüzey pürüzlülüğünün kanalda akan parçacıkların gözlemlemek zordu. Bu nedenle, Şekil 4&#39...

Watch this Scientific Journal Video about Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment at JoVE.com

Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment

plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar.

Bir İzleme Ortamında plasmonik Yakalama ve Nanopartiküller Yayın

Plasmonic tweezers use surface plasmon polaritons to confine polarizable nanoscale objects. Among the various designs of plasmonic tweezers, only a few ...

plasmonic-trapping-release-nanoparticles-monitoring

Research

JoVE Journal

Engineering

7.5K Görüntüleme.  Korea Basic Science Institute (KBSI).  plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar. 

Video: Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment

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 geliştirilmiş Işık-tutucu ile Polycrystalline Silikon İnce-film Solar hücreler

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

Mühendislik

Optical Trapping of Nanoparticles

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 and manipulating small biological particles. Ashkin and co-workers first demonstrated optical tweezers using a single focused beam1. The single beam trap can be described accurately using the perturbative gradient force formulation in the case of small Rayleigh regime particles1. In the perturbative regime, the optical power required for trapping a particle scales as the inverse fourth power of the particle size. High optical powers can damage dielectric particles and cause heating. For instance, trapped latex spheres of 109 nm in diameter were destroyed by a 15 mW beam in 25 sec1, which has serious implications for biological matter2,3.
A self-induced back-action (SIBA) optical trapping was proposed to trap 50 nm polystyrene spheres in the non-perturbative regime4. In a non-perturbative regime, even a small particle with little permittivity contrast to the background can influence significantly the ambient electromagnetic field and induce a large optical force. As a particle enters an illuminated aperture, light transmission increases dramatically because of dielectric loading. If the particle attempts to leave the aperture, decreased transmission causes a change in momentum outwards from the hole and, by Newton's Third Law, results in a force on the particle inwards into the hole, trapping the particle. The light transmission can be monitored; hence, the trap can become a sensor. The SIBA trapping technique can be further improved by using a double-nanohole structure.
The double-nanohole structure has been shown to give a strong local field enhancement5,6. Between the two sharp tips of the double-nanohole, a small particle can cause a large change in optical transmission, thereby inducing a large optical force. As a result, smaller nanoparticles can be trapped, such as 12 nm silicate spheres7 and 3.4 nm hydrodynamic radius bovine serum albumin proteins8. In this work, the experimental configuration used for nanoparticle trapping is outlined. First, we detail the assembly of the trapping setup which is based on a Thorlabs Optical Tweezer Kit. Next, we explain the nanofabrication procedure of the double-nanohole in a metal film, the fabrication of the microfluidic chamber and the sample preparation. Finally, we detail the data acquisition procedure and provide typical results for trapping 20 nm polystyrene nanospheres.

The following setup approach details low power optical trapping of dielectric nanoparticles using a double-nanohole in metal film.

Nanopartiküllerin Optik Yakalama

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 ...

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.

Geleneksel ve Holografik Optik Yakalama Yetenekleri ile bir Yüksek Çözünürlüklü Mikroskop İnşaatı

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

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on photoconduction, which has been one of the most commonly used techniques for terahertz generation 1-8. Terahertz generation in a photoconductive emitter is achieved by pumping an ultrafast photoconductor with a pulsed or heterodyned laser illumination. The induced photocurrent, which follows the envelope of the pump laser, is routed to a terahertz radiating antenna connected to the photoconductor contact electrodes to generate terahertz radiation. Although the quantum efficiency of a photoconductive emitter can theoretically reach 100%, the relatively long transport path lengths of photo-generated carriers to the contact electrodes of conventional photoconductors have severely limited their quantum efficiency. Additionally, the carrier screening effect and thermal breakdown strictly limit the maximum output power of conventional photoconductive terahertz sources. To address the quantum efficiency limitations of conventional photoconductive terahertz emitters, we have developed a new photoconductive emitter concept which incorporates a plasmonic contact electrode configuration to offer high quantum-efficiency and ultrafast operation simultaneously. By using nano-scale plasmonic contact electrodes, we significantly reduce the average photo-generated carrier transport path to photoconductor contact electrodes compared to conventional photoconductors 9. Our method also allows increasing photoconductor active area without a considerable increase in the capacitive loading to the antenna, boosting the maximum terahertz radiation power by preventing the carrier screening effect and thermal breakdown at high optical pump powers. By incorporating plasmonic contact electrodes, we demonstrate enhancing the optical-to-terahertz power conversion efficiency of a conventional photoconductive terahertz emitter by a factor of 50 10.

We describe methods for the design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive emitters, which offer two orders of magnitude higher terahertz power levels compared to conventional photoconductive emitters.

Plasmonik Foto iletken Terahertz Vericiler Tasarımı, İmalatı ve Deneysel Karakterizasyonu

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information support1,2,3. In this context, metal nanowires are especially desirable for realizing dense routing networks4. A prerequisite to operate such shared nanowire-based platform relies on our ability to electrically contact individual metal nanowires and efficiently excite surface plasmon polaritons5 in this information support. In this article, we describe a protocol to bring electrical terminals to chemically-synthesized silver nanowires6 randomly distributed on a glass substrate7. The positions of the nanowire ends with respect to predefined landmarks are precisely located using standard optical transmission microscopy before encapsulation in an electron-sensitive resist. Trenches representing the electrode layout are subsequently designed by electron-beam lithography. Metal electrodes are then fabricated by thermally evaporating a Cr/Au layer followed by a chemical lift-off. The contacted silver nanowires are finally transferred to a leakage radiation microscope for surface plasmon excitation and characterization8,9. Surface plasmons are launched in the nanowires by focusing a near infrared laser beam on a diffraction-limited spot overlapping one nanowire extremity5,9. For sufficiently large nanowires, the surface plasmon mode leaks into the glass substrate9,10. This leakage radiation is readily detected, imaged, and analyzed in the different conjugate planes in leakage radiation microscopy9,11. The electrical terminals do not affect the plasmon propagation. However, a current-induced morphological deterioration of the nanowire drastically degrades the flow of surface plasmons. The combination of surface plasmon leakage radiation microscopy with a simultaneous analysis of the nanowire electrical transport characteristics reveals the intrinsic limitations of such plasmonic circuitry.

Silver nanowires can simultaneously transport electrons and optical information in the form of surface plasmons. A procedure is described here to realize such a shared circuitry and the limitations at propagating both information carriers are evaluated.

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

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;Nauplius Hareketi&#39;ni analiz<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Plasmonik Nanopartiküller Optik İzleme tarafından

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

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial resolution, and is even capable of providing atomically resolved elemental maps. In this technique, a highly focused electron beam is incident upon a thin sample and the energy of emitted X-rays is measured in order to determine the atomic species of material within the beam path. This elementally sensitive spectroscopy technique can be extended to three dimensional tomographic imaging by acquiring multiple spectrum images with the sample tilted along an axis perpendicular to the electron beam direction.
Elemental distributions within single nanoparticles are often important for determining their optical, catalytic and magnetic properties. Techniques such as X-ray tomography and slice and view energy dispersive X-ray mapping in the scanning electron microscope provide elementally sensitive three dimensional imaging but are typically limited to spatial resolutions of &gt; 20 nm. Atom probe tomography provides near atomic resolution but preparing nanoparticle samples for atom probe analysis is often challenging. Thus, elementally sensitive techniques applied within the scanning transmission electron microscope are uniquely placed to study elemental distributions within nanoparticles of dimensions 10-100 nm.
Here, energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy within the STEM is applied to investigate the distribution of elements in single AgAu nanoparticles. The surface segregation of both Ag and Au, at different nanoparticle compositions, has been observed.

The use of energy dispersive X-ray tomography in the scanning transmission electron microscope to characterize elemental distributions within single nanoparticles in three dimensions is described.

Bireysel Nanopartiküller 3D Elemental Haritalama için Enerji Dağılımı X-ışını Tomografi

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus have potential applications in nonlinear optics, which requires extraordinary optical intensity. One of the most studied nonlinearities in plasmonics is nonlinear absorption, including saturation and reverse saturation behaviors. Although scattering and absorption in nanoparticles are closely correlated by the Mie theory, there has been no report of nonlinearities in plasmonic scattering until very recently. 
Last year, not only saturation, but also reverse saturation of scattering in an isolated plasmonic particle was demonstrated for the first time. The results showed that saturable scattering exhibits clear wavelength dependence, which seems to be directly linked to the localized surface plasmon resonance (LSPR). Combined with the intensity-dependent measurements, the results suggest the possibility of a common mechanism underlying the nonlinear behaviors of scattering and absorption. These nonlinearities of scattering from a single gold nanosphere (GNS) are widely applicable, including in super-resolution microscopy and optical switches. 
In this paper, it is described in detail how to measure nonlinearity of scattering in a single GNP and how to employ the super-resolution technique to enhance the optical imaging resolution based on saturable scattering. This discovery features the first super-resolution microscopy based on nonlinear scattering, which is a novel non-bleaching contrast method that can achieve a resolution as low as l/8 and will potentially be useful in biomedicine and material studies.

Saturable and reverse saturable scattering were discovered in isolated plasmonic particles and adopted as a novel non-bleaching contrast method in super-resolution microscopy. Here the experimental procedures of detecting and extracting nonlinear scattering are explained in detail, as well as how to enhance resolution with the aid of saturated excitation microscopy.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to neutral gold Au(0) by reducing agents, such as sodium citrate or sodium borohydride. The extension of this method to decorate iron oxide or similar nanoparticles with gold nanoparticles to create multifunctional hybrid Fe2O3-Au nanoparticles is straightforward. This approach yields fairly good control over Au nanoparticle dimensions and loading onto Fe2O3. Additionally, the Au metal size, shape, and loading can easily be tuned by changing experimental parameters (e.g., reactant concentrations, reducing agents, surfactants, etc.). An advantage of this procedure is that the reaction can be done in air or water, and, in principle, is amenable to scaling up. The use of such optically tunable Fe2O3-Au nanoparticles for hyperthermia studies is an attractive option as it capitalizes on plasmonic heating of gold nanoparticles tuned to absorb light strongly in the VIS-NIR region. In addition to its plasmonic effects, nanoscale Au provides a unique surface for interesting chemistries and catalysis. The Fe2O3 material provides additional functionality due to its magnetic property. For example, an external magnetic field could be used to collect and recycle the hybrid Fe2O3-Au nanoparticles after a catalytic experiment, or alternatively, the magnetic Fe2O3 can be used for hyperthermia studies through magnetic heat induction. The photothermal experiment described in this report measures bulk temperature change and nanoparticle solution mass loss as functions of time using infrared thermocouples and a balance, respectively. The ease of sample preparation and the use of readily available equipment are distinct advantages of this technique. A caveat is that these photothermal measurements assess the bulk solution temperature and not the surface of the nanoparticle where the heat is transduced and the temperature is likely to be higher.

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

We describe the synthesis and properties of multifunctional Fe2O3-Au nanoparticles produced by a wet chemical approach and investigate their photothermal properties using laser irradiation. The composite Fe2O3-Au nanoparticles retain the properties of both materials, creating a multifunctional structure with excellent magnetic and plasmonic properties.

Çok fonksiyonlu Hibrid Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; Verimli plasmonik Isıtma -Au Nanoparçacıklar

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to ...

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) scaffolds with tunable specific surface areas up to 80 m2&#183;g-1. An aqueous solution of a zirconium salt, yttrium salt, and glucose is mixed with propylene oxide (PO) to form a gel. The gel is dried under ambient conditions to form a xerogel. The xerogel is pressed into pellets and then sintered in an argon atmosphere. During sintering, a YSZ ceramic phase forms and the organic components decompose, leaving behind amorphous carbon. The carbon formed in situ serves as a hard template, preserving a high surface area YSZ nanomorphology at sintering temperature. The carbon is subsequently removed by oxidation in air at low temperature, resulting in a porous, nanostructured YSZ scaffold. The concentration of the carbon template and the final scaffold surface area can be systematically tuned by varying the glucose concentration in the gel synthesis. The carbon template concentration was quantified using thermogravimetric analysis (TGA), the surface area and pore size distribution was determined by physical adsorption measurements, and the morphology was characterized using scanning electron microscopy (SEM). Phase purity and crystallite size was determined using X-ray diffraction (XRD). This fabrication approach provides a novel, flexible platform for realizing unprecedented scaffold surface areas and nanomorphologies for ceramic-based electrochemical energy conversion applications, e.g. solid oxide fuel cell (SOFC) electrodes.

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

A protocol for fabricating porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ) scaffolds at temperatures between 1,000 &#176;C and 1,400 &#176;C is presented.

tarafından Nano yapılı yitriya stabilize-Zirkonyum (YSZ) iskelelerinin Yüksek Sıcaklık Fabrikasyon<em&gt; Situ</em&gt; Karbon şablonu Kserojeller

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...