近场光学显微镜SNOM.ppt

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1、近場光學顯微鏡(SNOM),組員:何采宇 M9710213 周鈺翔 M9710251 蔡智凱 M9710214 陳利鴻 M9610235,目錄,發展原理與架構工作模式應用與未來發展,近場光學的發展,英國的辛格（Edward Hutchinson Synge）及美國的歐基夫（John Aloysius OKeefe,1916-2000）分別在一九二八年及一九五六年提出在近場光學中（即遠小於一個量測波長的距離）進行光學量測，可避免因大於一個波長的距離之後，光波動性質的呈現與干擾，便可獲得超越繞射極限的空間解析度。,近場光學的發展,一九七二年亞許（E.A.Ash）與尼可斯（G.Nichols）才以波

2、長是三公分的微波，證實的確可在近場範圍中達到 1/60 波長的空間解析度。,近場光學的發展,一九八二年到一九八八年之間，費雪（Fisher）等人在德國哥廷根的馬克士普郎克研究中心、普爾等人在瑞士 IBM 研究中心以及路易斯（Lewis）等人在美國康乃爾大學，分別以 STM 的探針控制技術進行近場光學顯微儀的製作。,近場光學的發展,其中較佳的結果是以微細玻璃管做成的探針，外鍍一層鋁膜以形成奈米尺度的光孔穴，再在樣品表面上約數個奈米的固定高度以壓電陶瓷來精確控制及掃動這近場光學探針，可說是近場光學顯微儀的初步雛形。在這期間，空間解析度由 100 奈米到 20 奈米的結果都有，但在穩定性及重覆性上都

3、不佳。,近場光學的發展,所以如何製作更好的近場光學探針，來提高解析度以及有效地控制近場光學探針的高度，以避免微細玻璃探針與樣品的受損是當時努力的目標。,原理與架構,工作模式,探針與量測物之表面必需具有一小於10nm的距離，而後再進行掃描的量測，因此如何有效且快速的控制探針的高度則是很重要的環節在許多文獻中可知，SNOM的量測方式常見的方式，有下列幾種：1.穿透式2.反射式3.剪應力,穿透式：,反射式：,剪應力：,石英音叉夾持探針實體圖,利用壓電使石英音叉產生振幅,振幅與探針位置圖,近場光學的應用,近場光學顯微術（near-field scanning optical microscopy,NS

4、OM）的光學空間解析度，主要取決於光纖探針末端光學孔穴的大小，因而只要控制好探針上光學孔穴的大小，就可以獲得解析度是奈米級的三維空間影像，很接近電子顯微鏡的解析度。DVD 光碟機的設備 極微小的電子元件,未來發展,近場光學顯微術的發展，得到了許多前所未能測得的光學訊號及應用物理上的新發展，如單一染料分子的螢光近場顯微光學影像，單一分子及單一蛋白質的近場光化學及其超快光學動態量測，近場區域性（100 奈米）拉曼光譜在鑽石表面上的量測，以及近場超解析結構對超高密度儲存記錄的發展等等。預期此一新技術會被大量且迅速地應用在生物、醫學、半導體及高分子材料等的研究上。,Thanks for your attention,