研究

我们的研究聚焦于振动光谱与显微成像的两大前沿方向:实现单分子灵敏度(探测单个分子的化学键振动),并将空间分辨率推进至纳米尺度,实现优于10纳米的空间分辨率。

BonFIRE

化学键选择性荧光探测红外激发光谱显微术

BonFIRE化学键选择性荧光探测红外激发光谱显微原理


BonFIRE采用双共振方案,将荧光团的中红外(MIR)吸收转换为高灵敏、无背景的荧光信号。发射荧光强度同时取决于MIR吸收和电子—振动耦合强度(Franck–Condon因子),无需等离激元增强即可实现室温单分子红外灵敏度

AFM+IR

原子力显微镜(AFM)与红外光谱的结合

AFM-IR结合原子力显微镜与红外光谱的原理


AFM+IR利用金属AFM探针作为纳米天线(避雷针效应),将MIR光聚焦到探针与样品之间的纳米间隙。由此产生的强局域红外场会在探针—样品相互作用体积内诱导光热膨胀和光散射。通过检测其中任一响应,AFM+IR能够以无标记方式实现空间分辨率接近或优于10纳米的近场红外光谱。

仪器研发

突破性科学始于突破性工具。我们面向具体科学问题研制精准、先进的仪器,拓展新的实验能力,并由此推动全新的科学发现。

加州理工学院的BonFIRE仪器
理海大学的散射式扫描近场光学显微镜
加州理工学院的BonFIRE样品装置
理海大学的液相峰值力红外显微镜
加州理工学院的受激拉曼散射显微镜