Name: hand controlled manipulation of single molecules via a scanning probe microscope with a 3d virtual reality interface
Uploaded: 2016-10-02T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface at JoVE.com

The authors have no acknowledgements.

सावधानी: PTCDA त्वचा या आंखों के लिए परेशान हो सकता है और इसलिए उचित दस्ताने का उपयोग सावधानी से नियंत्रित किया जाना चाहिए। उचित सुरक्षा ब्रोशर से परामर्श करें। क्रायोजेनिक तरल पदार्थ या त्वचा पर प्रभाव एक थर्म?...

<ol>
	<li>Barth, J. V., Costantini, G., Kern, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+atomic+and+molecular+nanostructures+at+surfaces.">Engineering atomic and molecular nanostructures at surfaces.</a> Nature. 437, 671-679 (2005).</li><li>Otero, R., Rosei, F., Besenbacher, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+tunneling+microscopy+manipulation+of+complex+organic+molecules+on+solid+surfaces.">Scanning tunneling microscopy manipulation of complex organic molecules on solid surfaces.</a> Annu. Rev. Phys. Chem. 57, 497-525 (2006).</li><li>Urgel, J. I., Ecija, D., Auw&#228;rter, W., Barth, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Manipulation+of+Gadolinium+Coordinated+Supramolecules+by+Low-Temperature+Scanning+Tunneling+Microscopy.">Controlled Manipulation of Gadolinium Coordinated Supramolecules by Low-Temperature Scanning Tunneling Microscopy.</a> Nano Lett. 14, 1369-1373 (2014).</li><li>Fournier, N., Wagner, C., Weiss, C., Temirov, R., Tautz, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force-controlled+lifting+of+molecular+wires.">Force-controlled lifting of molecular wires.</a> Phys. Rev. B. 84, 035435 (2011).</li><li>Wagner, C., Fournier, N., Tautz, F. S., Temirov, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+Binding+Energies+of+the+Organic-Metal+Perylene-Tetracarboxylic-Dianhydride/Au(111)+Bonds+by+Molecular+Manipulation+Using+an+Atomic+Force+Microscope.">Measurement of the Binding Energies of the Organic-Metal Perylene-Tetracarboxylic-Dianhydride/Au(111) Bonds by Molecular Manipulation Using an Atomic Force Microscope.</a> Phys. Rev. Lett. 109 (7), 076102 (2012).</li><li>Wagner, 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=Non-additivity+of+molecule-surface+van+der+Waals+potentials+from+force+measurements.">Non-additivity of molecule-surface van der Waals potentials from force measurements.</a> Nat. Commun. 5, 5568 (2014).</li><li>Green, M. F. B., 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=Patterning+a+hydrogen-bonded+molecular+monolayer+with+a+hand-controlled+scanning+probe+microscope.">Patterning a hydrogen-bonded molecular monolayer with a hand-controlled scanning probe microscope.</a> Beilstein Journal of Nanotechnology. 5, 1926-1932 (2014).</li><li>Leinen, P., 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=Virtual+reality+visual+feedback+for+hand-controlled+scanning+probe+microscopy+manipulation+of+single+molecules.">Virtual reality visual feedback for hand-controlled scanning probe microscopy manipulation of single molecules.</a> Beilstein J. Nanotechnol. 6, 2148-2153 (2015).</li><li>Wagner, 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=Scanning+Quantum+Dot+Microscopy.">Scanning Quantum Dot Microscopy.</a> Phys. Rev. Lett. 115 (2), 026101 (2015).</li><li>Mura, 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=Experimental+and+theoretical+analysis+of+H-bonded+supramolecular+assemblies+of+PTCDA+molecules.">Experimental and theoretical analysis of H-bonded supramolecular assemblies of PTCDA molecules.</a> Phys. Rev. B. 81 (19), 195412 (2010).</li><li>Besocke, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+easily+operable+scanning+tunneling+microscope.">An easily operable scanning tunneling microscope.</a> Surf. Sci. Lett. (1-2), 145-153 (1987).</li><li>Giessibl, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+atomic+force+microscopy.">Advances in atomic force microscopy.</a> Rev. Mod. Phys. 75 (3), 949-983 (2003).</li><li>Albrecht, T. R., Gru&#776;tter, P., Horne, D., Rugar, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+modulation+detection+using+high-Q+cantilevers+for+enhanced+force+microscope+sensitivity.">Frequency modulation detection using high-Q cantilevers for enhanced force microscope sensitivity.</a> J. Appl. Phys. 69 (2), 668-673 (1991).</li><li>Temirov, R., Lassise, A., Anders, F. B., Tautz, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kondo+effect+by+controlled+cleavage+of+a+single-molecule+contact.">Kondo effect by controlled cleavage of a single-molecule contact.</a> Nanotechnology. 19 (6), 065401 (2008).</li><li>Gl&#246;ckler, 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=Highly+ordered+structures+and+submolecular+scanning+tunnelling+microscopy+contrast+of+PTCDA+and+DM-PBDCI+monolayers+on+Ag(111)+and+Ag(110).">Highly ordered structures and submolecular scanning tunnelling microscopy contrast of PTCDA and DM-PBDCI monolayers on Ag(111) and Ag(110).</a> Surf. Sci. 405 (1), 1-20 (1998).</li><li>Simon, G. H., Heyde, M., Rust, H. -. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recipes+for+cantilever+parameter+determination+in+dynamic+force+spectroscopy:+spring+constant+and+amplitude.">Recipes for cantilever parameter determination in dynamic force spectroscopy: spring constant and amplitude.</a> Nanotechnology. 18 (25), 255503 (2007).</li><li>Rohlfing, M., Temirov, R., Tautz, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+structure+and+scanning+tunneling+data+of+a+prototype+organic-inorganic+interface+PTCDA+on+Ag+(111).">Adsorption structure and scanning tunneling data of a prototype organic-inorganic interface PTCDA on Ag (111).</a> Phys. Rev. B. 76 (11), 115421 (2007).</li><li>Guthold, 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=Controlled+Manipulation+of+Molecular+Samples+with+the+nanoManipulator.">Controlled Manipulation of Molecular Samples with the nanoManipulator.</a> IEEE/ASME Trans. Mechatronics. 5 (2), 189-198 (2000).</li></ol>

अन्य एसपीएम आधारित विधियों की तरह, आणविक हेरफेर इस पत्र में वर्णित प्रयोगों भी एसपीएम टिप के गुणों पर कुछ हद तक निर्भर करते हैं। टिप सर्वोच्च संरचना (जो पूरी तरह से नियंत्रित नहीं किया जा सकता है) टिप-अण...

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>LN2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>caution: cryogenic liquid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LHe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>caution: cryogenic liquid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTCDA</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>caution: irritating substance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Knudsen cell (K-cell)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ErLEED</td>
			<td>Specs</td>
			<td></td>
			<td>used with power supply ErLEED 1000A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>combient LT NC-AFM/STM</td>
			<td>Createc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>qPlus sensor</td>
			<td>Createc</td>
			<td></td>
			<td>TFS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>preamplifier&#160;</td>
			<td>Createc</td>
			<td></td>
			<td>amplifier for tuning forc signal fixed to LN2 shield (stage 1)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-Noise Voltage Preamplifier</td>
			<td>Standford Research System</td>
			<td>SR560</td>
			<td>external amplifier for tuning forc signal (stage 2)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable Gain Low Noise Current Amplifier</td>
			<td>Femto</td>
			<td>DLPCA-200</td>
			<td>amplifier for tunneling current</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bonita</td>
			<td>Vicon</td>
			<td>B10, SN: MXBN-0B10-3658</td>
			<td>MCS IR camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Apex Interaction Device</td>
			<td>Vicon</td>
			<td>SN: AP0062</td>
			<td>MCS trackable object (TO)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MX Calibration Wand</td>
			<td>Vicon</td>
			<td></td>
			<td>MCS calibration object</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tracker</td>
			<td>Vicon</td>
			<td></td>
			<td>MCS software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BS series voltage supply</td>
			<td>stahl-electronics</td>
			<td>BS 1-4</td>
			<td>RVS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>summing amplifier&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom, gain 1, based on operational amplifier TL072</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oculus Rrift Development Kit 2</td>
			<td>Oculus VR</td>
			<td></td>
			<td>HMD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TipControl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom-written software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VRinterface</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom-written software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hand controlled manipulation of single molecules via a scanning probe microscope with a 3d virtual reality interface

भविष्य nanoscale प्रौद्योगिकी के कार्यात्मक इमारत ब्लॉकों के रूप में जैविक अणुओं को देखते हुए, कैसे की व्यवस्था है और एक नीचे अप दृष्टिकोण में इस तरह के निर्माण ब्लॉकों इकट्ठा करने का सवाल अभी भी खुला है। जांच स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (एसपीएम) पसंद का एक उपकरण हो सकता है; हालांकि, एसपीएम आधारित हेरफेर हाल ही में जब तक दो आयामों (2 डी) तक ही सीमित था। एक अच्छी तरह से परिभाषित स्थिति पर एक अणु को एसपीएम टिप बंधन 3 डी अंतरिक्ष में नियंत्रित हेरफेर का एक अवसर खुल जाता है। दुर्भाग्य से, 3 डी हेरफेर ठेठ एक कंप्यूटर पर देखने और सृजन एसपीएम डेटा के 2 डी-प्रतिमान के साथ काफी हद तक असंगत है। सहज और कुशल हेरफेर के लिए हम इसलिए जोड़े को एक कम तापमान गैर संपर्क परमाणु बल / स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एलटी नेकां AFM / एसटीएम) एक प्रस्ताव पर कब्जा प्रणाली और पूरी तरह से immersive आभासी वास्तविकता काले चश्मे के लिए। इस सेटअप परमिट &quot;हाथ नियंत्रित हेरफेर&quot; (HCM), w, जिसमें एसपीएम टिप प्रयोगकर्ता के हाथ की गति के अनुसार ले जाया जाता हैटिप प्रक्षेप पथ के रूप में अच्छी तरह से एसपीएम जंक्शन की प्रतिक्रिया 3 डी में कल्पना कर रहे हैं Hile। हो ची मिन्ह जटिल हेरफेर प्रोटोकॉल के विकास के लिए मार्ग प्रशस्त, संभावित सतहों पर अणुओं के बीच अभिनय nanoscale बातचीत का एक बेहतर बुनियादी समझ के लिए अग्रणी। यहाँ हम सेटअप और कदम आभासी वास्तविकता के वातावरण में सफल हाथ-नियंत्रित आणविक हेरफेर प्राप्त करने की आवश्यकता का वर्णन है।

नोट: यह हिस्सा 7.8 में प्रकाशित काम दिखाता है। एक परत से बाहर PTCDA / एजी (111) उठाने की समस्या के लिए हो ची मिन्ह लागू है, हम क्रमिक रूप से व्यक्तिगत अणुओं (9 चित्रा...

Watch this Scientific Journal Video about Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface at JoVE.com

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

We demonstrate the precise manipulation of individual organic molecules on a metal surface with the tip of a scanning probe microscope driven in 3D by the experimenter's hand using a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles.

हाथ एक स्कैनिंग एक 3 डी आभासी वास्तविकता इंटरफेस के साथ जांच माइक्रोस्कोप के माध्यम से एकल अणुओं के हेरफेर नियंत्रित

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Research

JoVE Journal

Engineering

High-resolution, High-speed, Three-dimensional Video Imaging with Digital Fringe Projection Techniques

डिजिटल फ्रिंज प्रक्षेपण तकनीक के साथ उच्च संकल्प, उच्च गति, तीन आयामी वीडियो इमेजिंग

Digital fringe projection (DFP) techniques provide dense 3D measurements of dynamically changing surfaces.&#160;Like the human eyes and brain, DFP uses ...

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

पारंपरिक और होलोग्राफिक ऑप्टिकल फँसाने क्षमताओं के साथ एक उच्च संकल्प माइक्रोस्कोप का निर्माण

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

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

स्कैनिंग जांच एकल इलेक्ट्रॉन समाई स्पेक्ट्रोस्कोपी

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

एकल विमान रोशनी मॉड्यूल और एक व्यापक क्षेत्र माइक्रोस्कोप के लिए माइक्रो केशिका दृष्टिकोण

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से अर्धचालक पदार्थों में विस्तारित दोष का व्यापक विशेषता

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

सी चलते जांच<sub&gt; 84</sub&gt; सी सब्सट्रेट -embedded स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी और आण्विक गतिशीलता का उपयोग

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

स्थानीय संपर्क से भंवर हेरफेर का विद्रूप अध्ययन स्कैन

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

All-electronic Nanosecond-resolved Scanning Tunneling Microscopy: Facilitating the Investigation of Single Dopant Charge Dynamics

सभी इलेक्ट्रॉनिक Nanosecond-हल स्कैनिंग सुरंग माइक्रोस्कोपी: एकल Dopant प्रभारी गतिशीलता की जांच की सुविधा

The miniaturization of semiconductor devices to scales where small numbers of dopants can control device properties requires the development of new ...

Single-Digit Nanometer Electron-Beam Lithography with an Aberration-Corrected Scanning Transmission Electron Microscope

एकल अंक नैनोमीटर इलेक्ट्रॉन-बीम एक वाकया के साथ लिथोग्राफी-सही स्कैनिंग संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप

We demonstrate extension of electron-beam lithography using conventional resists and pattern transfer processes to single-digit nanometer dimensions by ...

A Polymer-based Piezoelectric Vibration Energy Harvester with a 3D Meshed-Core Structure

3 डी मेशेड-कोर संरचना के साथ एक बहुलक आधारित piezoelectric कंपन ऊर्जा हार्वेस्टर

In this study, we fabricated a flexible 3D mesh structure with periodic voids by using a 3D lithography method and applying it to a vibration energy ...