| 중국과학기술대학교, 초고해상도 광학영상 정밀도 회절한계를 극복한 최대 4.1 나노미터수준 | ||
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마이크로/나노 스케일 물체의 물리적 속성 및 동역학적 과정을 이해하는데 나노 크기의 탐지기가 필요하다. 따라서 나노 스케일의 고체상태 양자 측정기술이 신속하게 개발되었다. 그러나 높은 공간적 해상도를 실현하는 전자기장 등 물리량의 측정에는 고정밀도 영상과 해상도가 필요할 뿐만 아니라 고정밀도 양자 상태의 제어가 필요하다. 일반적인 광학영상은 회절에 따른 제한으로 해상도는 300 나노미터 정도까지 분석가능하다. 금강석 중의 질소 공백 중심(nitrogen vacancy center)은 금강석의 결함발광(defect luminescence)으로서 하나의 질소 불순물과 근처의 빈 공간으로 조성되었다. 질소 공백 중심은 최근 몇 년간, 양자 정보 분야에서 많은 관심을 받고 있으며 실온에서 양자 컴퓨팅과 고감도의 양자 측정을 실현할 수 있는 핵심 요소로 될 것으로 예상된다. 동 연구팀은 질소 이온 빔을 주입하여 금강석 질소 공백 중심을 제조했으며, 색중심에서 서로 다른 전하 상태로 발광하는 파장 의존 특성을 이용하여 색중심에서 전하 상태를 효과적으로 제어하였다. 또한 다양한 파장 레이저에 대한 빔 성형을 통하여 광학 회절 한계를 극복하는 전하 상태 산실 영상기술을 실현하였다. 실험에서 50 mW의 펌프 레이저로 질소 공백 중심의 초고해상도 영상을 완성하였으며 4.1 나노미터까지 해상도를 높였다. 본 실험에서 얻은 영상 정밀도는 광학 회절한계의 1/86이며, 스테판 헬 (Stefan W. Hell) 교수 등이 앞에서 같은 시스템에서 5w 레이저 펌프를 이용하여 얻은 광학 회절한계 1/67의 정밀도를 초과하였다. 전하 상태 발산 영상기술은 나노 스케일의 고정밀도 전자기장 측정에 이용될 뿐만 아니라 인접결합 전자 스핀에 기반한 양자 정보와 생물학적 검출에서도 널리 응용된다. 정보출처 : http://news.gmw.cn/newspaper/2015-03/17/content_105192219.htm |
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