布朗大學的研究人員已經展示了一種將納米技術用于研究各種材料的強大形式的光譜技術。
激光太赫茲發射顯微鏡（LTEM）是表征太陽能電池，集成電路和其他系統和材料性能的新興手段。照射樣品材料的激光脈沖會導致發射太赫茲輻射，其中載有關于樣品電性能的重要信息。
布朗大學工程學院的教授Daniel Mittleman說:“這是一個眾所周知的工具，可以用來研究任何吸收光的材料，但在納米尺度上卻從來沒有使用過。”“我們的工作改進了這項技術的分辨率，因此它可以用來描述單個納米結構。”
通常，以幾十微米的分辨率執行LTEM測量，但是這種新技術使測量能夠降低到20納米的分辨率，大約是傳統LTEM技術以前可能的分辨率的1000倍。
研究人員將太赫茲光譜的分辨率提高了1000倍，使得該技術在納米尺度上有用。
這項研究發表在《ACS光子學》(ACS Photonics)(“納米級激光tera赫茲發射顯微鏡”)上，由米特提曼實驗室的博士后研究員、來自布朗大學化學系的Hyewon Kim和Vicki Colvin領導。
在他們的研究中，該團隊采用了 太赫茲光譜輻射技術，該技術已經用于提高紅外顯微鏡的分辨率。這項技術使用一種金屬針，逐漸變細到只有幾十納米直徑的尖頭，在樣本上方的懸浮顆粒可以被吸收。當樣本被照亮時，一小部分的光直接被捕捉到頂端，這使得成像分辨率大致相當于尖端的大小。通過移動提示，可以創建一個完整樣本的超高分辨率圖像。
克拉斯科夫能夠表明，同樣的技術也可以用來提高太赫茲發射的分辨率。在他們的研究中，她和她的同事們能夠使用 太赫茲光譜排放圖像來成像一個20納米分辨率的黃金納米棒。
研究人員認為，他們的新技術在描述材料的電性特性方面具有廣泛的作用，這是前所未有的細節。
Mittleman說:“ 太赫茲光譜排放已經被用于研究許多不同的材料——半導體、超導體、寬帶隙絕緣子、集成電路等。”“能夠將其降低到單個納米結構的水平是一個大問題。”
Mittleman說，一個可以從這項技術中獲益的研究領域的一個例子是對perovskite太陽能電池的描述，這是一種新興的太陽能技術，由Mittleman在Brown的同事們廣泛研究。
Mittleman說:“perovskites的一個問題是，它們是由多晶顆粒組成的，而谷物邊界限制了細胞的電荷傳輸。”“通過我們能夠達到的分辨率，我們可以繪制出每一粒谷物，以確定不同的排列方式和方向是否對電荷遷移有影響，這將有助于優化細胞。”
Mittleman說，這是一個有用的例子，但它當然不局限于此。
“這可能有相當廣泛的應用，”他指出。