Nitrogen-vacancy center in nanodiamond plays an important role in biological fluorescence imaging, magnetic resonance imaging and thermal imaging. Super-resolution imaging can promote the imaging scale of nitrogen-vacancy centers hosted in nanodiamonds into nanoscale, even below 10 nanometers. So far, super-resolution methods based on nitrogen-vacancy centers mainly scan a sample from point to point. It will result in a slow frame rate. This project will study the blinking and fluorescence decay mode of nitrogen-vacancy centers in nanodiamonds under the role of surface plasmon resonance,through controlling different lasers. The blinking of nanodiamonds will provide a new way to study the photon dynamics in nanoscale under surface plasmon resonance. Wide field and rapid super-resolution imaging will be realized by optimizing the parameters of blinking and surface plasmon fluorescence enhancement effect. Meanwhile this resonance will change the fluorescence decay modes of nanodiamonds with different axial directions. By the control of time shutter, it will realize super-resolution imaging of nanodiamonds with different fluorescence lifetimes. The implementation of this project can give a new way to realize wide field and rapid super-resolution imaging for fluorescence tracking and sensing appplications.
金刚石纳米颗粒氮空位色心在生物荧光成像、磁成像和热成像等方面具有重要应用价值。利用超分辨成像方法可以进一步将纳米颗粒氮空位色心的成像尺度扩展到纳米尺度甚至10 nm以下。目前,应用于纳米颗粒氮空位色心的超分辨方法多采用逐点扫描方式成像,成像速度慢。本申请拟通过控制激光波长、功率和多路激光照射等研究表面等离子体共振作用下金刚石纳米颗粒氮空位色心的闪烁现象和荧光衰减模式,探讨光子动力学过程。通过优化控制闪烁行为参数和表面等离子体共振荧光增强效应实现宽场、快速超分辨成像。同时表面等离子体共振作用会改变不同轴向金刚石纳米颗粒氮空位色心的荧光衰减模式,通过调控时间快门可以实现不同荧光寿命的纳米颗粒氮空位色心的宽场、快速超分辨成像。该项目的实施对荧光示踪和传感应用等领域实现宽场快速超分辨成像具有重要意义。
金刚石纳米颗粒氮空位色心和二维层状材料在荧光成像、热成像和超分辨成像等方面都有着重要应用。然而,样品处理方式、衬底种类、环境条件等都会显著影响这些材料的荧光性能。本报告利用激光扫描荧光显微系统,研究了氮空位色心的荧光闪烁现象和二维材料的激子行为。具体成果为:1. 通过电子辐照和离子注入的方式成功制备了纳米颗粒金刚石氮空位色心,研究了不同激光功率、不同时间间隔等条件下金刚石纳米颗粒氮空位色心的荧光闪烁行为;2. 单层二维材料WSe2的荧光性能、中性激子和带电激子的占比随激发功率变化趋势等都依赖于衬底类型,而不同衬底样品的激子结合能随激发功率的变化趋势基本一致;3. 实现了温度和电子辐照条件下的二维层状材料SnS2的可控相变。在该项目的支持下,我们得到了一系列研究成果,发表SCI学术论文3篇。希望这些成果对后续氮空位色心和二维层状材料相关器件的研究能发挥一定的推动作用。
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数据更新时间:2023-05-31
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