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纳米分辨率的扫描探针光声显微镜
结题报告
批准号:
11674249
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
程茜
依托单位:
学科分类:
A2303.超声物理与技术
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
钱梦騄、王浩、张浩南、刘国涛、陈皓、陈域迪
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中文摘要
随着生命科学和纳米技术的发展,物理化学特性在三维空间有复杂分布、且精细结构特征尺寸在纳米尺度的细胞“软”组织和纳米器件“硬”材料已不再局限于形貌检测,而是都有实现纳米分辨率的物性和功能检测的强烈需求。光声效应可以综合反映材料的吸收光谱、热学特性、热弹特性和弹性等性质,扫描探针显微镜(SPM)可以提供高分辨率的突破衍射极限的近场扫描检测平台,因此将两者结合有可能实现纳米分辨率的材料物性和功能检测。本申请拟以纳米分辨率光声成像的反差机理理论研究为基础,融合高重复频率的多波长脉冲激光源、触发延时控制单元、自制光纤导光系统、自制试样台与SPM系统,实现激光脉冲与SPM的二维高速扫描的同步,发展扫频锁相的技术以在声频率维度上获取光声信号,建成纳米分辨率的扫描探针光声显微镜,并实现 “软”的细胞组织和“硬”的纳米器件两类具有纳米结构的代表性试样的结构、物性和功能检测。
英文摘要
With the development of life science and nano technology, there is a stronger demand on detection of physical/chemical properties and function with nano resolution more than topography imaging for soft cells and hard nano-devices, which have complex 3D spatial distribution of physical and chemical properties and nano feature sizes. Photoacoustic (PA) effect can offer the information of sample’s optical, thermal, thermal-elastic and elastic properties, while SPM can offer a near-field scanning detection platform with ultra-high resolution beyond Rayleigh diffraction limit. It’s possible to realize the detection of physical/chemical properties and function with nano resolution from combination of PA effect and SPM. In this proposal, based on the theoretical study of contrast mechanism of PA imaging with nano resolution, SPM will be integrated with multi-wavelength pulsed lasers with high repetition rate, delay trigger element, home-made optical fiber guide and sample stage to implement synchronization of laser pulse and SPM probe scanning and get data on acoustic frequency dimension using frequency sweeping and phase locking. Finally, the scanning probe photo-acoustic microscopy with nano resolution will be developed, accomplishing imaging and detection of structure, physical/chemical properties and function of soft cells and hard nano-devices as representative samples.
形貌、结构和半导体材料的非辐射复合特性的同时、原位、高分辨率检测至今仍是集成电路检测的一大难题,脉冲光声扫描检测成像是可能的解决方案之一。本项目提出了全新的近场光声检测理论和扫描近场光声显微术,在理论上探讨了分别在近场和远场时半导体和金属的光声源激发机制,探讨了多层复杂介质中光声源特征和传播的理论,以及微弱声信号的接收、精准标定与成像方法;研制了扫描近场光声显微镜以及非平面声场的光学CT成像和标定系统,实现了集成电路的形貌、结构和载流子动态特性的同时、原位、高分辨率检测。项目研究成果也同样适用于闪烁体和激光晶体的特性检测,可服务于高能辐射探测领域和高性能激光研发领域。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.ultras.2017.05.005
发表时间:2017-09
期刊:Ultrasonics
影响因子:4.2
作者:Zheng Xu;W. Xu;M. Qian;Qian Cheng;Xiao-jun Liu
通讯作者:Zheng Xu;W. Xu;M. Qian;Qian Cheng;Xiao-jun Liu
DOI:10.1016/j.ultras.2018.09.005
发表时间:2019
期刊:Ultrasonics
影响因子:4.2
作者:Xu Zheng;Zhou Hongsheng;Yan Xu;Cheng Qian;Liu Xiaojun
通讯作者:Liu Xiaojun
Acoustic perfect absorbers via spiral metasurfaces with embedded apertures
通过带有嵌入式孔的螺旋超表面实现完美的声学吸收器
DOI:10.1063/1.5063289
发表时间:2018-12-03
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Huang, Sibo;Fang, Xinsheng;Li, Yong
通讯作者:Li, Yong
DOI:--
发表时间:2018
期刊:应用声学
影响因子:--
作者:程茜;陈盈娜;张浩南;潘晶;覃宇;袁杰;封婷;吴登龙;徐冠;王学鼎
通讯作者:王学鼎
Three-dimensional reconstruction of nonplanar ultrasound fields using Radon transform and the schlieren imaging method
使用 Radon 变换和纹影成像方法进行非平面超声场的三维重建
DOI:10.1121/1.4994282
发表时间:2017-07-01
期刊:JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA
影响因子:2.4
作者:Xu, Zheng;Chen, Hao;Cheng, Qian
通讯作者:Cheng, Qian
复杂生物介质中量化光声理论与实验研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    300万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    程茜
  • 依托单位:
基于扫描近场光学显微镜的超高分辨率光声成像技术研究
  • 批准号:
    11374231
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    程茜
  • 依托单位:
细胞亚结构SPAM成像技术及其力学和压电特性的定量检测研究
  • 批准号:
    11174223
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    程茜
  • 依托单位:
有限空间内超声微泡造影剂的动态特性理论和光测试方法研究
  • 批准号:
    10804085
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    程茜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金