PiFM микроскоп VistaScope

  • Платформа для гибридной атомно-силовой микроскопии (АСМ) и оптической спектроскопии
  • PiFM методика анализа
  • Подавление фона рассеяния SNOM
  • Сверхбыстрые динамические исследования
  • Совмещение АСМ и конфокальной фотолюминесценции
  • Совмещение АСМ и конфокальной рамановской спектроскопии

Производитель Molecular Vista

Особенности

VistaScope предоставляет гибкую платформу для гибридной атомно-силовой микроскопии (АСМ) и оптической спектроскопии для изучения материалов и биологических систем с химической спецификой с нанометровым пространственным разрешением. VistaScope работает по запатентованной технологии фотоиндуцированной силовой микроскопии (PiFM), в которой фотоиндуцированная поляризация образца измеряется непосредственно в ближнем поле, путем обнаружения интегрированной по времени силы между зондом и образцом. Отображая инфракрасные длины волн, характерные для различных химических объектов, PiFM может предоставлять распределение каждого химического вещества в различных многофазных и многокомпонентных образцах на уровне наномасштабов, открывая беспрецедентную исследовательскую перспективу для молекулярного анализа.

VistaScope построен на сверхстабильной и гибкой оптической платформе с возможностью верхнего, нижнего и бокового освещения образца и сбора информации. Микроскоп также оснащен несколькими синхронными усилителями и может быть оборудован дополнительными расширениями, такими как SNOM (Vista-SNOM), TERS (Vista-TERS), конфокальная фотолюминесценция (PL) и конфокальная рамановская спектроскопия.

  • Методика анализа – революционный способ получения изображения ближнего поля с помощью обнаружения механической силы.

картирование

  • Подавление фона рассеяния SNOM за счет встроенного интерферометра и запатентованной техники демодуляции, которая позволяет собирать информацию без артефактов с наилучшим соотношением сигнал/шум.

подавление фона рассеяния

  • Рамановская спектроскопия с зондовым усилением (TERS) – для реализации TERS доступна АСМ головка с эталонным генератором частоты (камертоном). На примере представлен результат измерения бриллианткрезил блау красителя (BCB), нанесенный на золотую подложку методом центрифугирования. При использовании протравленного золотого кантилевера наблюдается значительное усиление рамановского сигнала, когда острие касается поверхности образца, что отчетливо видно на TERS спектре.

ters спектроскопия

  • Сверхбыстрые динамические исследования – объединяя сверхбыстрые лазеры с платформой VistaScope, PiFM раскрывает химические границы. На примере представлен процесс переходного поглощения с временным разрешением в кремнийнафталоцианине (SiNc), изучаемый с помощью накачки-зондирования методом PiFM. Накачка переводит молекулу из основного состояния S0 в возбужденное состояние S1. Зондирующий импульс, задержанный по времени на t, переводит заселенность уровня во второе возбужденное состояние S2 с более высокой энергией в процессе, называемом поглощением возбужденного состояния. Зависимость этого процесса от t определяется временем жизни t1 возбужденного состояния S1. Последовательность представленных изображений показывает топографию и PiFM как функцию временной задержки. Изображения PiFM, полученные при энергии зонда, показывают, что сигнал PiFM, связанный с поглощением в возбужденном состоянии, быстро затухает с задержкой (измеренное значение t1 для этой системы составляет 7.9 пс). Масштаб для изображений составляет 30 нм.

динамические исследования

  • Совмещение АСМ и конфокальной фотолюминесценции (PL) – совмещение методов анализа в дальнем поле с АСМ и PiFM является довольно простым. В качестве примера рассматривается анализ образца MoS2: его топографический анализ слоев затруднен из-за преобладания загрязняющих веществ. С другой стороны, PiFM может идентифицировать разные слои без помех с стороны загрязнителя – каждый слой добавляет больше в PiFM сигнал из-за увеличения поглощения. Совмещенный PL сигнал собирается одновременно с помощью инвертированного объектива (NA = 0.9) и однофотонного лавинного фотодетектора (SPAPD). Узкополосный notch-фильтр используется для сбора сигналов в основном от монослойной части образца MoS2. Также наблюдается отличная корреляция между PL в дальнем поле и PiFM в ближнем поле. PiFM и PL позволяют одновременно изучать энергетические состояния, связанные с поглощением и испусканием.

afm и конфокальная фотолюминесценция

  • Совмещение АСМ и конфокальной рамановской спектроскопии – микроскоп VistaScope может быть объединен с высокоскоростным оптоволоконным рамановским спектрометром для регистрации совмещенных спектров АСМ и комбинационного рассеяния. Представленное изображение показывает гиперспектральное рамановское изображение, полученное одновременно с топографией АСМ. Правая нижняя картинка – это наложение интенсивности рамановского сигнала при 1001 см-1 (характерное для полистирольных сфер диаметром 500 нм), на трехмерную топографию АСМ.

afm и рамановская спектроскопия

  • АСМ головка с интегрированным параболическим зеркалом – интегрированное параболическое зеркало (ПЗ) с высокой числовой апертурой на трехмерном предметном столике (сканирование по XYZ 30 мкм) обеспечивает легкое боковое освещение и сбор информации из области зонд-образец.

асм головка

  • Верхнее, нижнее и боковое освещение – доступ к области зонд-образец с высокой числовой апертурой позволяет проводить совмещенные оптические измерения в дальнем поле и АСМ измерения.

освещение

  • Трехмерный предметный столик для инвертированного объектива – 3D-столик с пьезосканером для инвертированной оптики позволяет получать изображения в ближнем поле с зондовым усилением на прозрачных подложках.

столик для объектива

  • Несколько оптических портов – дополнительные оптические порты позволяют интегрировать в систему дополнительные лазеры, детекторы и спектрометры.

оптические порты

  • Вакуумная рабочая среда – низкий вакуум предназначен для контроля окружающей среды и работы с датчиками высокой добротности для сверхчувствительных методов обнаружения (FM-PiFM, FM-KPFM, т.п.), а также для продувки сухим азотом.

вакуумная среда

  • Опциональные АСМ головки – доступна два дополнительных типа измерительных головок: UTV (со свободным видом сверху) и FFTF (с фронтальным камертоном). В обе головки интегрирован гибкий XY сканер (12 × 12 мкм) для удобства работы.

асм головки

  • Мощный и универсальный контроллер – контроллер микроскопа VistaScope поддерживает большинство стандартных режимов АСМ в дополнение к АСМ, PLL, PiFM, s-SNOM и оптическим детекторам/спектрометрам.

контроллер

Области применений

  • Полимеры: пленки, фотоактивируемые вещества, волокна, блок-сополимеры, солнечные элементы, межфазный анализ

полимеры

  • Одномерные и двумерные материалы: MoS2, MoSe2, графен

одно- и двумерные материалы

  • Нанофотоника

нанофотоника

  • Наноплазмоника

наноплазмоника

  • Биологический анализ: бактерии, коллагены, ДНК, белки, кожа

биологический анализ

  • Полупроводниковая промышленность

Программное обеспечение

VistaScan Image – программа для сбора данных

  • Контактный режим измерений
  • Сканирующая туннельная микроскопия и PPL
  • Dual-Z механизм обратной связи
  • Контроль добротности
  • Визуализация бимодального градиента силы для линейной и нелинейной PiFM
  • Визуализация градиента силы боковой полосы (для KPFM с помощью обнаружения градиента электрической силы)
  • Одновременный сбор по 26 каналам в конфигурации Dual-Z и по 40 каналам в конфигурации Slow-Z
  • Одновременный сбор данных по 4 каналам для каждого режима спектроскопии, который может включать:
  • В зависимости от расстояния
  • В зависимости от смещения с и без обратной связи
  • В зависимости от ступенчатой реакции на изменение напряжения с обратной связью и без нее

SurfaceWorks Image – программа для анализа данных

  • Макси на основе форм и гистограмм
  • Функциональный анализ (сглаживание, БПФ фильтрация, анализ вдоль линии и по области, 3-рендеринг, цветовые палитры, т.д.) полученного изображения с сохранением внесенных преобразований, а также исходного файла
  • Функции копирования/вставки для применения одинаковой обработки к разным файлам
  • Функции предпросмотра

Технические характеристики

АСМ головка с отклонением луча (AFM-BD)
Материал Инвар для превосходной температурной стабильности
Толщина профиля 11 мм
Уровень шума детектора < 50 фм/ свыше 100 кГц
Полоса пропускания детектора 6 МГц
Длина волны лазера 650 нм или 904 нм
Фокусное расстояние Регулируемое для работы с различными кантилеверами (включая сверхмалые для высокоскоростного измерения)
Ручной предметный столик Диапазон перемещения по XY 3 мм для грубой подстройки кантилевера под лазер (для спектроскопии с зондовым усилением)
Z-сканер Быстрый пьезоэлемент с диапазоном перемещения 1 мкм
Режим работы Окружающая среда или открытая ячейка для жидкости
Опциональные компоненты Интегрированное параболическое зеркало на трехмерном предметном столике для PiFM в отраженном свете и s-SNOM
АСМ головка с фронтальным камертоном (AFM-FFTF)
Материал Инвар для превосходной температурной стабильности
Режим работы Полуконтактный метод
Ручной предметный столик Диапазон перемещения по XY 3 мм для грубой подстройки кантилевера под лазер (для спектроскопии с зондовым усилением)
Интегрированный зондовый сканер Гибкий XY сканер с рабочим диапазоном 12 × 12 мкм
Z-сканер Быстрый пьезоэлемент с диапазоном перемещения 1 мкм
Основной корпус микроскопа
Инвертированные объективы 100Х, NA 1.4 (иммерсионный); 60Х, NA 0.9 (воздушный)
Механизм настройки кантилевера XYZ предметный столик с пьезоприводы (12 × 12 мкм по XY; 100 мкм по Z) с инвертированным объективом для точного совмещения фокуса на зонде
Верхний объектив 20Х, NA 0.6
Фокусировка верхним объективом Моторизированная
Подсветка LED с программным управлением
ПЗС камера Одновременный вид сверху и снизу с разрешением 1280 × 1024 пикселей каждое; цифровое масштабирование, панорамирование и захват
Подвод кантилевера к образцу Автоматический с помощью трех шаговых двигателей
Предметный столик Высокоточный моторизированный с рабочим диапазоном 6 × 6 мм
Максимальные размеры образца 25 × 25 × 5 мм
Уровень шумов системы СКО < 50 пм (в зависимости от условий окружающей среды)
Оптическая конфигурация Стандартная 1-дюймовая система для гибкого расширения
Модуль боковой оптики Опционально для PiFM, s-SNOM, TERS для непрозрачных образцов
Сканер для образца Гибкий XYZ сканер с диапазоном сканирования 80 × 80 × 15 мкм (закрытый контур); другие диапазоны доступны по запросу
Материал сканера Инвар для превосходной температурной стабильности
Уровень шума сенсора сканера 0.15 нм по XY (типовой); 0.08 нм при уменьшенной зоне сканирования 20 × 20 мкм (контролируется через ПО)
Опциональные компоненты Система активной виброизоляции для уменьшений уровня шумов
Высокоскоростная электроника (на основе ПЛИС)
Частота дискретизации > 500 МГц для каналов A и B; Канал A предназначен для фотодиода для высокоскоростной АСМ
Синхронные усилители (СУ) 4 независимых двухфазных усилителя (LIA0, LIA3)
Рабочая частота СУ До 10 МГц
Высокоскоростной генератор синусоидальных колебаний Два канала с частотой дискретизации 160 МГц (один для генератора сканирования для высокоскоростной АСМ)
Высокоскоростной режим обратной связи Dual-Z механизм обратной связи, при котором сканер образца отслеживает медленно меняющуюся топография, а модуль Fast-Z быстрого сканирования в головке АСМ отслеживает быстро меняющуюся топографию
Максимальное пропускание обратной связи 1 MPS с механизмом обратной связи Dual-Z
Обычная электроника
АЦП 24 бита, 156 кГц (8 шт.); 24 бита, 156 кГц (4 шт.)
ЦАП 24 бита, 156 кГц (8 шт.); 24 бита, 156 кГц (2 шт.); 20 бит, 156 кГц (1 шт.)
Управление шаговым двигателем Три канала
Управление двигателем постоянного тока Три канала с декодерами и триггером Шмидта для улучшения качества сигнала
Высоковольтные усилители 10 каналов
Уровень шума усилителей СКО 140 мкВ для полного диапазона в 150 В
Электроника для PiFM
Генератор TTL сигналов Два гибких генератора TTL сигналов с регулируемым рабочим циклом и DC смещением для модуляции постоянного тока лазерных диодов или для ввода ячеек Брэгга
Гибкая привязка к СУ СУ может быть синхронизирован по фазе с любым другим усилителем или на любых рассчитанных частотах других СУ
Вход цифрового счетчика Вход для ЛФД или ФЭУ для изображения при слабом освещении
ПК Смонтирован в 19-дюймовую стойку; 3.4 ГГц, ОЗУ 4 Гб, 256 Гб SSD + 2000 Гб HD; монитор 26 дюймов, USB порты (8 шт.), ОС Windows 7 Professional (миним.)
Программное обеспечение VistaScan Image + SurfaceWorks Image
Акустическое ограждение Опциональное ограждение (762 (Ш) × 762 (Г) × 686 (В) мм) с или без температурного контроля; поставляется с портами для проводов и оптическими окнами

*В виду дальнейшего улучшения все характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления.

55. d–sp Interband Transition Excited Carriers Promoting the Photochemical Growth of Plasmonic Gold Nanoparticles

Jian Li, Qi Shen, Jin Li, Jing Liang, Kang Wang, and Xing-Hua Xia (2020) d–sp Interband Transition Excited Carriers Promoting the Photochemical Growth of Plasmonic Gold Nanoparticles. J. Phys. Chem. Lett., 2020, 11, XXX, 8322–8328. DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c02325

54. Using chaotic advection for facile high-throughput fabrication of ordered multilayer micro- and nanostructures: continuous chaotic printing

Carolina Chávez-Madero, María Díaz de León-Derby, Mohamadmahdi Samandari, Carlos Fernando Ceballos-González, Edna Johana Bolívar-Monsalve, Christian Mendoza-Buenrostro, Sunshine Holmberg, Norma Alicia Garza-Flores, Mohammad Ali Almajhadi, Ivonne González-Gamboa1, Juan Felipe Yee-de León, Sergio O. Martínez-Chapa, Ciro A. Rodríguez, Hemantha Kumar Wickramasinghe, Marc Madou, David Dean, Ali Khademhosseini, Yu Shrike Zhang, Mario Moisés Alvarez, and Grissel Trujillo-de Santiago (2020) Using chaotic advection for facile high-throughput fabrication of ordered multilayer micro- and nanostructures: continuous chaotic printing. Biofabrication, 12 035023. DOI: 10.1088/1758-5090/ab84cc

53. Switchable Perovskite Photovoltaic Sensors for Bioinspired Adaptive Machine Vision

Qilai Chen, Ying Zhang, Shuzhi Liu, Tingting Han, Xinhui Chen, Yanqing Xu, Ziqi Meng, Guanglei Zhang, Xuejun Zheng, Jinjin Zhao, Guozhong Cao, and Gang Liu (2020) Switchable Perovskite Photovoltaic Sensors for Bioinspired Adaptive Machine Vision. Adv. Intell. Syst. 2020, 2000122. DOI: 10.1002/aisy.202000122

52. The Role of Growth Directors in Controlling the Morphology of Hematite Nanorods

Christopher J. Allender, Jenna L. Bowen, Veronica Celorrio, Josh A. Davies-Jones, Philip R. Davies, Shaoliang Guan, Padraic O’Reilly and Meenakshisundaram Sankar (2020) The Role of Growth Directors in Controlling the Morphology of Hematite Nanorods. Nanoscale Res Lett, 15, 161 (2020). DOI: 10.1186/s11671-020-03387-w

51. Nanoscale Excitation Dynamics of Carbon Nanotubes Probed with Photoinduced Force Microscopy

Bongsu Kim, Ryan Muhammad Khan, Alexander Fast, Dmitry A. Fishman, and Eric O. Potma (2020) Nanoscale Excitation Dynamics of Carbon Nanotubes Probed with Photoinduced Force Microscopy. J. Phys. Chem. C 2020, 124 (21), 11694–11700. DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c01776

50. Highly Efficient All-Small-Molecule Organic Solar Cells with Appropriate Active Layer Morphology by Side Chain Engineering of Donor Molecules and Thermal Annealing

Beibei Qiu, Zeng Chen, Shucheng Qin, Jia Yao, Wenchao Huang, Lei Meng, Haiming Zhu, Yang (Michael) Yang, Zhi-Guo Zhang, and Yongfang Li (2020) Highly Efficient All-Small-Molecule Organic Solar Cells with Appropriate Active Layer Morphology by Side Chain Engineering of Donor Molecules and Thermal Annealing. Adv. Mater. 2020, 1908373. DOI: 10.1002/adma.201908373

49. A Reversible Structural Phase Transition by Electrochemically-Driven Ion Injection into a Conjugated Polymer

Connor G. Bischak, Lucas Q. Flagg, Kangrong Yan, Tahir Rehman, Daniel W. Davies, Ramsess J. Quezada, Jonathan W. Onorato, Christine K. Luscombe, Ying Diao, Chang-Zhi Li, and David S. Ginger (2020) A Reversible Structural Phase Transition by Electrochemically-Driven Ion Injection into a Conjugated Polymer. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16, 7434–7442. DOI: 10.1021/jacs.9b12769

48. Tip Enhanced IR Imaging with sub-10 nm Resolution and Hypersensitivity

Jian Li, Junghoon Jahng, Jie Pang, William Morrison, Jin Li, EunSeong Lee, Jing-Juan Xu, Hong-Yuan Chen, and Xing-Hua Xia (2020) Tip Enhanced IR Imaging with sub-10 nm Resolution and Hypersensitivity. J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, XXX, 1697-1701. DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c00129

47. Antenna array enhanced attenuated total reflection IR analysis in aqueous solution

Jian Li, Zhendong Yan, Jin Li, Zhenlin Wang, William Morrison and Xing-Hua Xia (2019) Antenna array enhanced attenuated total reflection IR analysis in aqueous solution. Nanoscale, 2019, 11, 18543-18549. DOI: 10.1039/C9NR04032C

46. Synergy of Photoinduced Force Microscopy and Tip-Enhanced Raman Spectroscopy—A Correlative Study on MoS2

Robert Meyer, Steffen Trautmann, Kourosh Rezaei, Antony George, Andrey Turchanin and Volker Deckert (2019) Synergy of Photoinduced Force Microscopy and Tip-Enhanced Raman Spectroscopy—A Correlative Study on MoS2. ACS Photonics, 2019, 6, 5, 1191-1198. DOI: 10.1021/acsphotonics.8b01716

45. Label-free detection of biotoxins via a photo-induced force infrared spectrum at the single-molecular level

Bin Ji, Ahmad Kenaan, Shan Gao, Jin Cheng, Daxiang Cui, Hao Yang, Jinglin Wang and Jie Son (2019) Label-free detection of biotoxins via a photo-induced force infrared spectrum at the single-molecular level. Analyst, 2019. DOI: 10.1039/C9AN01338E

44. A mid-infrared biaxial hyperbolic van der Waals crystal

Zebo Zheng, Ningsheng Xu, Stefano L. Oscurato, Michele Tamagnone, Fengsheng Sun, Yinzhu Jiang, Yanlin Ke, Jianing Chen, Wuchao Huang, William L. Wilson, Antonio Ambrosio, Shaozhi Deng, and Huanjun Chen (2019) A mid-infrared biaxial hyperbolic van der Waals crystal. Science Advances, 2019, Vol. 5, no. 5. DOI: 10.1126/sciadv.aav8690

43. Coiled-Coil-Mediated Assembly of an Icosahedral Protein Cage with Extremely High Thermal and Chemical Stability

Ajitha S. Cristie-David, Junjie Chen, Derek B. Nowak, Amy L. Bondy, Kai Sun, Sung I. Park, Mark M. Banaszak Holl, Min Su, and E. Neil G. Marsh (2019) Coiled-Coil-Mediated Assembly of an Icosahedral Protein Cage with Extremely High Thermal and Chemical Stability. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 23, 9207-9216. DOI: 10.1021/jacs.8b13604

42. Revealing nanoscale chemical heterogeneity at the surface of water-based coatings prepared from urethane–acrylic hybrids by photo-induced force microscopy

Qi Chen, Saskia van der Slot, Sven Kreisig, Mingwen Tian, Ron Peters and Joachim Loos (2019) Revealing nanoscale chemical heterogeneity at the surface of water-based coatings prepared from urethane–acrylic hybrids by photo-induced force microscopy. J Coat Technol Res 2019. DOI: 10.1007/s11998-019-00208-3

41. Formation Mechanism of Skin-Core Chemical Structure within Stabilized Polyacrylonitrile Monofilaments

Yang Sha, Wei Liu, Yue Li and Weiyu Cao (2019) Formation Mechanism of Skin-Core Chemical Structure within Stabilized Polyacrylonitrile Monofilaments. Nanoscale Research Letters, 2019, 14:93. DOI: 10.1186/s11671-019-2926-x

40. Polymer Crystallinity Controls Water Uptake in Glycol Side-Chain Polymer Organic Electrochemical Transistors

Lucas Q. Flagg, Connor G. Bischak, Jonathan W. Onorato, Reem B. Rashid∥, Christine K. Luscombe, and David S. Ginger (2019) Polymer Crystallinity Controls Water Uptake in Glycol Side-Chain Polymer Organic Electrochemical Transistors. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141 (10), pp 4345–4354. DOI: 10.1021/jacs.8b12640

39. Substructure imaging of heterogeneous nanomaterials with enhanced refractive index contrast by using a functionalized tip in photoinduced force microscopy

Junghoon Jahng, Heejae Yang, and Eun Seong Lee (2018) Substructure imaging of heterogeneous nanomaterials with enhanced refractive index contrast by using a functionalized tip in photoinduced force microscopy. Light: Science and Applications, 2018, 7:73. DOI: 10.1038/s41377-018-0069-y

38. Exclusive Magnetic Excitation Enabled by Structured Light Illumination in a Nanoscale Mie Resonator

Jinwei Zeng, Mahsa Darvishzadeh-Varcheie, Mohammad Albooyeh, Mohsen Rajaei, Mohammad Kamandi, Mehdi Veysi, Eric O. Potma, Filippo Capolino, and H. K. Wickramasinghe (2018) Exclusive Magnetic Excitation Enabled by Structured Light Illumination in a Nanoscale Mie Resonator. ACS Nano, Article ASAP. DOI: 10.1021/acsnano.8b05778

37. Near-Infrared Electron Acceptors with Fluorinated Regioisomeric Backbone for Highly Efficient Polymer Solar Cells

Fang-Xiao Chen, Jing-Qi Xu, Zhi-Xi Liu, Ming Chen, Ruoxi Xia, Yongchao Yang, Tsz-Ki Lau,Yingzhu Zhang, Xinhui Lu, Hin-Lap Yip, Alex K.-Y. Jen, Hongzheng Chen, and Chang-Zhi Li (2018) Near-Infrared Electron Acceptors with Fluorinated Regioisomeric Backbone for Highly Efficient Polymer Solar Cells. Advanced Materials, 2018, Vol. 30, Issue 52. DOI: 10.1002/adma.201803769

36. Detecting stimulated Raman responses of molecules in plasmonic gap using photon induced forces

Venkata Ananth Tamma, Lindsey M. Beecher, Jennifer S. Shumaker-Parry, and Hemanta Kumar Wickramasinghe (2018) Detecting stimulated Raman responses of molecules in plasmonic gap using photon induced forces. Optics Express, Vol. 6, Issue 24, pp. 31439-31453. DOI: 10.1364/OE.26.031439

35. Spectroscopic Nanoimaging of All-Semiconductor Plasmonic Gratings Using Photoinduced Force and Scattering Type Nanoscopy

Yi Huang, David Legrand, Rémi Vincent, Ekoué Athos Dogbe Foli, Derek Nowak, Gilles Lerondel, Renaud Bachelot, Thierry Taliercio, Franziska Barho, Laurent Cerutti, Fernando Gonzalez-Posada, Beng Kang Tay, and Aurelien Bruyant (2018) Spectroscopic Nanoimaging of All-Semiconductor Plasmonic Gratings Using Photoinduced Force and Scattering Type Nanoscopy. ACS Photonics, 2018, 5 (11), pp 4352–4359 DOI: 10.1021/acsphotonics.8b00700

34. Near-field nanoprobing using Si tip-Au nanoparticle photoinduced force microscopy with 120:1 signal-to-noise ratio, sub-6-nm resolution

Mohsen Rajaei, Mohammad Ali Almajhadi, Jinwei Zeng, and H. Kumar Wickramasinghe (2018) Near-field nanoprobing using Si tip-Au nanoparticle photoinduced force microscopy with 120:1 signal-to-noise ratio, sub-6-nm resolution. Optics Express, 2018. Vol. 26, Issue 20, pp. 26365-26376. DOI: 10.1364/OE.26.026365

33. Nanoscale Hyperspectral Characterization of Source Rock in Unconventional Reservoirs using Photo-Induced Force Microscopy

Shannon L. Eichmann, Derek Nowak, David Jacobi, and Nancy A. Burnham (2018) Nanoscale Hyperspectral Characterization of Source Rock in Unconventional Reservoirs using Photo-Induced Force Microscopy. Microscopy and Microanalysis, 24(S1), 1040-1041. DOI: 10.1017/S143192761800569X

32. Tip-Enhanced Thermal Expansion Force for Nanoscale Chemical Imaging and Spectroscopy in Photoinduced Force Microscopy

Junghoon Jahng, Eric O. Potma, and Eun Seong Lee (2018) Tip-Enhanced Thermal Expansion Force for Nanoscale Chemical Imaging and Spectroscopy in Photoinduced Force Microscopy. Anal. Chem. 2018, 90 (18), pp 11054–11061. DOI: 10.1021/acs.analchem.8b02871

31. Near‐Field Characterization of Graphene Plasmons by Photo‐Induced Force Microscopy

Jianxun Liu, Sung Park, Derek Nowak, Mengchuan Tian, Yanqing Wu, Hua Long, Kai Wang, Bing Wang, and Peixiang Lu (2018) Near‐Field Characterization of Graphene Plasmons by Photo‐Induced Force Microscopy. Laser & Photonics Reviews, 13 July 2018. DOI: 10.1002/lpor.201800040

30. Morphology Optimization via Side Chain Engineering Enables All-Polymer Solar Cells with Excellent Fill Factor and Stability

Xi Liu, Chaohong Zhang, Chunhui Duan, Mengmeng Li, Zhicheng Hu, Jing Wang, CFeng Liu, Ning Li, Christoph J. Brabec, René A. J. Janssen, Guillermo C. Bazan, Fei Huang, and Yong Cao (2018) Morphology Optimization via Side Chain Engineering Enables All-Polymer Solar Cells with Excellent Fill Factor and Stability. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 28, 8934-8943. DOI: 10.1021/jacs.8b05038

29. Selective excitation and imaging of ultraslow phonon polaritons in thin hexagonal boron nitride crystals

Antonio Ambrosio, Michele Tamagnone, Kundan Chaudhary, Luis A. Jauregui, Philip Kim, William L. Wilson, and Federico Capasso (2018) Selective excitation and imaging of ultraslow phonon polaritons in thin hexagonal boron nitride crystals. Light: Science & Applications, Volume 7, Article number: 27. DOI 10.1038/s41377-018-0039-4

28. Identifying Nanoscale Structure Function Relationships Using Multimodal AFM, Dimensionality Reduction, and Regression Techniques

Jessica Kong, Rajiv Giridharagopal, Jeffrey S. Harrison, and David S. Ginger (2018) Identifying Nanoscale Structure-Function Relationships Using Multimodal AFM, Dimensionality Reduction, and Regression Techniques. J. Phys. Chem. Lett. 2018. 9, 12, 3307-3314. DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b01003

27. Ultra-confined mid-infrared resonant phonon polaritons in van der Waals nanostructures

Michele Tamagnone, Antonio Ambrosio, Kundan Chaudhary, Luis A. Jauregui, Philip Kim, William L. Wilson, and Federico Capasso (2018) Ultra-confined mid-infrared resonant phononpolaritons in van der Waals nanostructures. Science Advances, 15 Jun 2018: Vol. 4, no. 6, eaat7189. DOI: 10.1126/sciadv.aat7189

26. Desalination properties of a free-standing, partially oxidized few-layer graphene membrane

Janardhan Balapanuru, Kiran Kumar Manga, Wei Fu, Ibrahim Abdelwahab, Guangrong Zhou, Mengxiong L, Hongbin Lu, Kian Ping Lo (2018) Desalination properties of a free-standing, partially oxidized few-layer graphene membrane. Science Direct, Vol. 451, 1 February 2019, Pages 72-80. DOI: 10.1016/j.desal.2018.08.005

25. Time-Resolved In Situ Liquid-Phase Atomic Force Microscopy and Infrared Nanospectroscopy during the Formation of Metal−Organic Framework Thin Films

Laurens D. B. Mandemaker, Matthias Filez, Guusje Delen, Huanshu Tan, Xuehua Zhang, Detlef Lohse, and Bert M. Weckhuysen (2018) Time-Resolved In Situ Liquid-Phase Atomic Force Microscopy and Infrared Nanospectroscopy during the Formation of Metal−Organic Framework Thin Films. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 1838-1844. DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b00203

24. A low cost and high performance polymer donor material for polymer solar cells

Chenkai Sun, Fei Pan, Haijun Bin, Jianqi Zhang, Lingwei Xue, Beibei Qiu, Zhixiang Wei, Zhi-Guo Zhang, and Yongfang Li (2018) A low cost and high performance polymer donor material for polymer solar cells. Nature Communications, 9, Article number: 743 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-03207-x

23. Wavelength-Dependent Optical Force Imaging of Bimetallic Al−Au Heterodimers

Thejaswi Tumkur, Xiao Yang, Chao Zhang, Jian Yang, Yue Zhang, Gururaj V. Naik, Peter Nordlander, and Naomi J. Halas (2018) Wavelength-Dependent Optical Force Imaging of Bimetallic Al–Au Heterodimers. Nano Letters, 2018, 18 (3), pp 2040–2046. DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00020

22. Quasi‐Monolayer Black Phosphorus with High Mobility and Air Stability

Sherman Jun Rong Tan, Ibrahim Abdelwahab, Leiqiang Chu, Sock Mui Poh, Yanpeng Liu, Jiong Lu, Wei Chen, Kian Ping Loh (2018) Quasi‐Monolayer Black Phosphorus with High Mobility and Air Stability. Advanced Materials, 2018, Vol. 30, Issue 6, pp 2040–2046. DOI: 10.1002/adma.201704619

21. Fabrication and near-field visualization of a wafer-scale dense plasmonic nanostructured array

Jungheum Yun, Haemi Lee, ChaeWon Mun, Junghoon Jahng, William A. Morrison, Derek B. Nowak, Jung-Hwan Song, Dong-Kwon Lim, Tae-Sung Bae, Hyung Min Kim, Nam Hoon Kim, Sang Hwan Nam, Jongwoo Kim, Min-Kyo Seo, Dong-Ho Kim, Sung-Gyu Park, and Yung Doug Suh (2018) Fabrication and near-field visualization of a wafer-scale dense plasmonic nanostructured array. RSC Advances, 2018, 8, 6444-645. DOI: 10.1039/C7RA13322G

20. Nanoscale Domain Imaging of All-Polymer Organic Solar Cells by Photo-Induced Force Microscopy

Kevin L. Gu, Yan Zhou, William A. Morrison, Katherine Park, Sung Park, and Zhenan Bao (2018) Nanoscale Domain Imaging of All-Polymer Organic Solar Cells by Photo-Induced Force Microscopy. ACS Nano 2018, 12, 2, 1473–1481. DOI: 10.1021/acsnano.7b07865

19. Sharply Focused Azimuthally Polarized Beams with Magnetic Dominance: Near-Field Characterization at Nanoscale by Photoinduced Force Microscopy

Jinwei Zeng, Fei Huang, Caner Guclu, Mehdi Veysi, Mohammad Albooyeh, H. Kumar Wickramasinghe, and Filippo Capolino (2017) Sharply Focused Azimuthally Polarized Beams with Magnetic Dominance: Near-Field Characterization at Nanoscale by Photoinduced Force Microscopy. ACS Photonics, 2018, 5 (2), pp 390–397. DOI: 10.1021/acsphotonics.7b00816

18. Nanoscale infrared imaging of zeolites using photoinduced force microscopy

Donglong Fu, Katie Park, Guusje Delen, Özgün Attila, Florian Meirer, Derek Nowak, Sung Park, Joel E. Schmidt, and Bert M. Weckhuysen (2017) Nanoscale infrared imaging of zeolites using photoinduced force microscopy. Chemical Communications, 2017, 53, 13012 – 13014. DOI: 10.1039/C7CC06832H

17. Side Chain Engineering on Medium Bandgap Copolymers to Suppress Triplet Formation for High-Efficiency Polymer Solar Cells

Lingwei Xue, Yankang Yang, Jianqiu Xu, Chunfeng Zhang, Haijun Bin, Zhi-Guo Zhang, Beibei Qiu, Xiaojun Li, Chenkai Sun, Liang Gao, Jia Yao, Xiaofeng Chen, Yunxu Yang, Min Xiao, and Yongfang Li (2017) Side Chain Engineering on Medium Bandgap Copolymers to Suppress Triplet Formation for High-Efficiency Polymer Solar Cells. Advanced Materials, Adv. Mater. 2017, 1703344. DOI: 10.1002/adma.201703344

16. A New Strategy to Construct Low Bandgap Polymer Acceptor for High Performance All-Polymer Solar Cells

Yongfang Li, Zhi-Guo Zhang, Yankang Yang, Jia Yao, Lingwei Xue, Shanshan Chen, Xiaojun Li, William Morrison, and Changduk Yang (2017) A New Strategy to Construct Low Bandgap Polymer Acceptor for High Performance All-Polymer Solar Cells. Angewandt Chemie, Angew. Chem. Int. Ed., Vol. 129, Issue 43, 13688-13692 (2017). DOI: 10.1002/ange.201707678

15. All-Small-Molecule Nonfullerene Organic Solar Cells with High Fill Factor and High Efficiency over 10%

Beibei Qiu, Lingwei Xue, Yankang Yang, Haijun Bin, Yindong Zhang, Chunfeng Zhang, Min Xiao, Katherine Park, William Morrison, Zhi-Guo Zhang, and Yongfang Li (2017) All-Small-Molecule Nonfullerene Organic Solar Cells with High Fill Factor and High Efficiency over 10%. Chem. Mater. 2017 (17), 7543–7553. DOI: 10.1021/acs.chemmater.7b02536

14. Photoinduced force microscopy: A technique for hyperspectral nanochemical mapping

Ryan A. Murdick, William Morrison, Derek Nowak, Thomas R. Albrecht, Junghoon Jahng, and Sung Park (2017) Photoinduced force microscopy: A technique for hyperspectral nanochemical mapping. The Japan Society of Applied Physics. Japanese Journal of Applied Physics, Volume 56, Number 8S1. Ryan A. Murdick et al 2017 Jpn. J. Appl. Phys. 56, 08LA04

13. Dyadic Green’s function formalism for photoinduced forces in tip-sample nanojunctions

Faezeh Tork Ladani and Eric Olaf Potma (2017) Dyadic Green’s function formalism for photoinduced forces in tip-sample nanojunctions. Physical Review, 95, 205440, 2017. DOI: 10.1103/PhysRevB.95.205440

12. Observation of Nanoscale Refractive Index Contrast via Photoinduced Force Microscopy

Ambrosio, A., Devlin, R.C., Capasso, F., and Wilson, W.L. (2017) Observation of Nanoscale Refractive Index Contrast via Photoinduced Force Microscopy. ACS Photonics, 2017, 4 (4), pp 846–851. DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00911

11. Eigenmodes of a quartz tuning fork and their application to photoinduced force microscopy

Bongsu Kim, Junghoon Jahng, Ryan Muhammad Khan, Sung Park, and Eric O. Potma (2017) Eigenmodes of a quartz tuning fork and their application to photoinduced force microscopy. Phys. Rev. B, 95, 075440 – Published 28 February 2017. DOI: 10.1103/PhysRevB.95.075440

10. Quantitative analysis of sideband coupling in photoinduced force microscopy

Jahng, J., Kim, B., Lee, E.S., and Potma, E. (2016) Quantitative analysis of sideband coupling in photoinduced force microscopy. Phys. Rev. B, 94,195407. DOI: 10.1103/PhysRevB.94.195407

9. Domed Silica Microcylinders Coated with Oleophilic Polypeptides and Their Behavior in Lyotropic Cholesteric Liquid Crystals of the Same Polypeptide

Rosu, C., Jacobeen, S., Park, K., Reichmanis, E., Yunker, P., and Russo, P.S. (2016) Domed Silica Microcylinders Coated with Oleophilic Polypeptides and Their Behavior in Lyotropic Cholesteric Liquid Crystals of the Same Polypeptide. Langmuir. DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b03165

8. Photoinduced Force Mapping of Plasmonic Nanostructures

Tumkur, T.U., Yang, X., Cerjan, B., Halas, N.J., Nordlander, P., and Thomann, I. (2016) Photoinduced Force Mapping of Plasmonic Nanostructures. Nano Lett. DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04245

7. Direct-Write Optical Patterning of P3HT Films Beyond the Diffraction Limit

Jacobs, I. E., Aasen, E. W., Nowak, D., Li, J., Morrison, W., Roehling, J. D., Augustine, M. P., and Moulé, A. J. (2016) Direct-Write Optical Patterning of P3HT Films Beyond the Diffraction Limit. Adv. Mater. DOI: 10.1002/adma.201603221

6. Nanoscale chemical imaging by photoinduced force microscopy

Nowak, D., Morrison, W., Wickramasinghe, H.K., Jahng, J., Potma, E., Wan, L., Ruiz, R., Albrecht, T.R., Schmidt, K., Frommer, J., Sanders, D.P., and Park, S. (2016) Nanoscale chemical imaging by photoinduced force microscopy. Sci. Adv. DOI: 10.1126/sciadv.1501571. JJ, HKW and EP are grateful for support from the NSF Center for Chemistry at the Space-Time Limit (CaSTL), under grant CHE-1414466

5. Photo-induced force for spectroscopic imaging at the nanoscale

Junghoon Jahng, Faezeh Tork Ladani, Ryan M. Kahn, and Eric O. Potma (2016) Photo-induced force for spectroscopic imaging at the nanoscale. SPIE Proceedings, Vol. 9764, Complex Light and Optical Forces X. 97641J (2016). DOI: 10.1117/12.2208199

4. Visualizing surface plasmon polaritons by their gradient force

Junghoon Jahng, Faezeh Tork Ladani, Ryan Muhammad Khan, Xiaowei Li, Eun Seong Lee, and Eric Olaf Potma (2015) Visualizing surface plasmon polaritons by their gradient force. Opt. Lett., 40, 5058-5061 (2015). DOI: 10.1364/OL.40.005058

3. Ultrafast pump-probe force microscopy with nanoscale resolution

Junghoon Jahng, Jordan Brocious, Dmitry A. Fishman, Steven Yampolsky, Derek Nowak, Fei Huang, Vartkess A. Apkarian, H. Kumar Wickramasinghe, and Eric Olaf Potma (2015) Ultrafast pump-probe force microscopy with nanoscale resolution. Appl. Phys. Lett., 106, 083113 (2015). DOI: 10.1063/1.4913853

2. Linear and Nonlinear Optical Spectroscopy at the Nanoscale with Photoinduced Force Microscopy

Junghoon Jahng, Dmitry A. Fishman, Sung Park, Derek B. Nowak, Will A. Morrison, H. Kumar Wickramasinghe, and Eric O. Potma (2015) Linear and Nonlinear Optical Spectroscopy at the Nanoscale with Photoinduced Force Microscopy. Acc. Chem. Res., 48 (10), 2671-2679 (2015). DOI: 10.1021/acs.accounts.5b00327

1. Gradient and scattering forces in photoinduced force microscopy

Junghoon Jahng, Jordan Brocious, Dmitry A. Fishman, Fei Huang, Xiaowei Li, Venkata Ananth Tamma, H. Kumar Wickramasinghe, and Eric Olaf Potma (2014) Gradient and scattering forces in photoinduced force microscopy. Phys. Rev. B, 90, 155417 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevB.90.155417

Другие публикации по фотоиндуцированной силовой микроскопии (PiFM)

Force-detected nanoscale absorption spectroscopy in water at room temperature using an optical trap

Alexander Parobek, Jacob W. Black, Maria Kamenetska, and Ziad Ganim (2018) Force-detected nanoscale absorption spectroscopy in water at room temperature using an optical trap. The Journal of Chemical Physics, 148 (14), 144201 (2018). DOI: 10.1063/1.5017853

Contrast and imaging performance in photo induced force microscopy

Mohammad Almajhadi and H. Kumar Wickramasinghe (2017) Contrast and imaging performance in photo induced force microscopy. Optics Express, Vol. 25, Issue 22, pp. 26923-26938, (2017). DOI: 10.1364/OE.25.026923

Imaging Nanoscale Electromagnetic Near-Field Distributions Using Optical Forces

Fei Huang, Venkata Ananth Tamma, Zahra Mardy, Jonathan Burdett, and H. Kumar Wickramasinghe (2015) Imaging Nanoscale Electromagnetic Near-Field Distributions Using Optical Forces. Sci. Rep., 5, Article number: 10610 (2015). DOI: 10.1038/srep10610

Communication: Atomic force detection of single-molecule nonlinear optical vibrational spectroscopy

Prasoon Saurabh and Shaul Mukamel (2014) Communication: Atomic force detection of single-molecule nonlinear optical vibrational spectroscopy. J. Chem. Phys., 140, 161107 (2014). DOI: 10.1063/1.4873578

Raman spectroscopy and microscopy based on mechanical force detection

I. Rajapaksa and H. Kumar Wickramasinghe (2011) Raman spectroscopy and microscopy based on mechanical force detection. Appl. Phys. Lett., 99, 161103 (2011). DOI: 10.1063/1.3652760

Image force microscopy of molecular resonance: A microscope principle

I. Rajapaksa, K. Uenal and H. Kumar Wickramasinghe (2010) Image force microscopy of molecular resonance: A microscope principle. Appl. Phys. Lett., 97, 073121 (2010). DOI: 10.1063/1.3480608