Експериментални принципи инфрацрвене пасивне микроскопије блиског поља (СНоиМ) и њене примене
Near-field radiation at the surface of an object is difficult to detect due to its swift-wave nature (i.e., the intensity decreases sharply as it moves away from the surface of the object). In SNoiM, this problem is effectively solved using the scanning probe technique. As shown in Fig. 1(b), when the nanoprobe is not introduced (or the probe is far away from the object surface), the near-field snappy waves near the surface of the object cannot be detected, and the microscope operates in the conventional infrared thermography mode, which obtains only the far-field radiated signals.The key of the SNoiM technique is to bring the probe close to the near-surface of the sample (e.g., within 10 nm) so that the near-field snappy waves can be effectively scattered by the tip of the probe. In this detection mode, both near-field and far-field components are present in the sample signal acquired by the probe. Therefore, by controlling the probe-to-surface spacing h, a mixed near-field and far-field signal (h < 100 nm, called near-field mode) or a single far-field signal (h >>100 нм или повлачење сонде, што се назива режим далеког поља). На крају, информације из блиског поља објекта могу се издвојити из позадине далеког поља коришћењем техника модулације висине сонде и демодулације.
Сигнали блиског поља које расејава сонда прво се прикупљају помоћу инфрацрвеног објектива са високим нумеричким отвором. Међутим, сигнали зраченог далеког поља из околине, ДУТ-а и самог инструмента не могу се поништити у овом процесу, и они се прикупљају са сигналима блиског поља помоћу инфрацрвеног објектива, што резултира слабим сигналима блиског поља. ДУТ се уништава великим позадинским зрачењем далеког поља. Да би минимизирали позадинске сигнале далеког поља, истраживачи су дизајнирали конфокални отвор са веома малим отвором (~100 μм) изнад инфрацрвеног објектива, што смањује тачку сакупљања и ефикасно потискује сигнале позадинског зрачења. Међутим, чак и са овим, тешко је утврдити да ли постоји довољно осетљив инфрацрвени детектор који може да детектује слабе сигнале блиског поља које расују наносонде. У том циљу, наш тим је развио инфрацрвени детектор ултра високе осетљивости како би превазишао ову техничку баријеру.
Међу њима, златна цилиндрична шупљина је криогени Дјуар, који носи саморазвијени инфрацрвени детектор ултра високе осетљивости (ЦСИП) и неке нискотемпературне оптичке компоненте; бела кутија приказује микроскоп атомске силе базиран на виљушкама (АФМ), инфрацрвени објектив за прикупљање и област узорка састављене у лабораторији. Просторна резолуција ИР слике блиског поља више није ограничена таласном дужином сонде, већ је одређена величином врха сонде. Методом електрохемијског јеткања могу се припремити металне (волфрамове) наносонде одличне морфологије код којих пречник врха може бити чак 100 нм или мање.
