“掃描近場光學(xué)顯微技術(shù)” zui早由科學(xué)研究工作者Edward Hutchinson Synge提出,。根據(jù)觀察到的在定壓力下電弧發(fā)出的通過孔徑僅為100nm的強聚焦平面光，他認(rèn)為,，用這種小孔徑可以使光在樣品表面進(jìn)行逐點掃描成像,，同時采集被測量物質(zhì)的光學(xué)信息，并大膽預(yù)測這技術(shù)的實現(xiàn)將是照明探測研究域中的巨大突破,。在1956年和1972年,，John A.O'Keefe與Ash and Nicholls進(jìn)步完善了該理論，并提出小孔探測原件盡可能接近樣品表面將有助于該技術(shù)的實現(xiàn),。1984年,，*臺用可見光輻射進(jìn)行測量的近場光學(xué)顯微鏡由Pohl等制造并使用，該顯微鏡通過探針在樣品表面保持?jǐn)?shù)十納米的距離采集反饋信息,，并在兩年后實現(xiàn)了高分辨成像,。

     然而，傳統(tǒng)近場光學(xué)顯微鏡由于瑞衍射限（Rayleigh limitation）,，其分辨率不僅受到孔徑尺寸的制約,，也受到入射光波長1/2的限制。因此,，對于sub-um的納米材料檢測成像時,，傳統(tǒng)近場光學(xué)顯微鏡只能采用有限波長范圍的可見光，且難以獲得高清圖像信息,。在中紅外域,，近場光學(xué)顯微技術(shù)對納米結(jié)構(gòu)幾乎沒有用武之地。

     散射式近場光學(xué)顯微鏡用AFM探針對激光光束聚焦照明,，在針尖附近激發(fā)個納米尺度的增強近場信號區(qū)域,。當(dāng)針尖接近樣品表面時，由于不同物質(zhì)的介電性質(zhì)差異,，近場光學(xué)信息將被改變,。通過背景壓制技術(shù)對采集的散射信號進(jìn)行解析，就能獲取到樣品表面的近場光學(xué)譜圖并進(jìn)行成像,。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)孔徑顯微的限制,，其分辨率僅由AFM探針針尖的曲率半徑?jīng)Q定。

     德國Neaspec公司提供的代近場光學(xué)顯微鏡NeaSNOM采用了這散射式技術(shù),，zui高分辨率可達(dá)10nm,，并通過式的贗外差數(shù)據(jù)分析模式，同時解析強度和相位信號,，解決了納米材料尤其是在紅外光譜范圍的近場光學(xué)成像難題,。

  用贗外差技術(shù)實現(xiàn)了近場光學(xué)顯微鏡對強度和相位的同時成像

     zui近五年以來（2011年至今）散射式近場光學(xué)顯微技術(shù)在局域表面等離子激元,，無機材料表面波傳導(dǎo),，二維材料聲子化,，近場光電流，半導(dǎo)體載流子濃度,，高分子材料鑒別和生物樣品成像等域研究得到了廣泛的應(yīng)用,，已然成為推動光學(xué)物理、材料應(yīng)用發(fā)展的重要工具,。

     2016年,，A.Y. Nikitin等通過波長10-12μm激發(fā)裁剪后的石墨烯納米諧振器，得到了大量共存的Fabry–Perot mode信息,。通過理論分析其兩種等離子模式,，即sheet plasmon和edge plasmon，發(fā)現(xiàn)后者體積僅為激發(fā)波長的10^-8倍,。并通過理解edge plasmon的原理,，可以促進(jìn)維量子發(fā)射器的開發(fā)，等離子激元和聲子在中紅外太赫茲探測器的研究,，納米圖案化拓?fù)渚夡w等域的進(jìn)步發(fā)展,。

文章中5nm厚SiO2上的不同尺寸（394 × 73 nm (a), 360 × 180 nm (b) and 400 × 450 nm (c)）石墨烯納米諧振器，在11.31μm波長下的近場成像

     石墨烯由于其*性能被廣泛的認(rèn)可為發(fā)展?jié)撃艿南麓怆娫O(shè)備材料,，然而其納米別性能的變化影響了宏觀行為,，高性能石墨烯光電器件的開發(fā)受到了大制約。AchimWoessner等結(jié)合紅外近場掃描納米顯微鏡和電子讀取技術(shù),，實現(xiàn)了紅外激發(fā)光電流的成像,，并且精度達(dá)到了數(shù)十納米別。通過研究邊際和晶界對空間載流子濃度和局域熱電性質(zhì)的影響,，實驗者證明了這技術(shù)對封閉石墨烯器件應(yīng)用的益處,。

     近場光電流的工作原理示意圖以及中從晶粒間界處得到的光電流實際測量結(jié)果

     NeaSNOM是市場*款散射型掃描近場光學(xué)顯微鏡，化的散射式核心設(shè)計技術(shù),，大的提高了光學(xué)分辨率,，并且不依賴于入射激光的波長，能夠在可見,、紅外和太赫茲光譜范圍內(nèi),，提供于10nm空間分辨率的光譜和近場光學(xué)圖像。 NeaSNOM中嵌入的系列化探測和發(fā)光模塊,，保證了譜圖的可靠性和可重復(fù)性,，成為納米光學(xué)域熱點研究方向的科研設(shè)備。

關(guān)于Quantum Design

Quantum Design是*的科研設(shè)備制造商和儀器分銷商,，于1982年創(chuàng)建于美國加州圣迭戈,。公司生產(chǎn)的 SQUID 磁學(xué)測量系統(tǒng) (MPMS) 和材料綜合物理性質(zhì)測量系統(tǒng) (PPMS) 已經(jīng)成為*的*測量平臺，廣泛的分布于上幾乎所有材料、物理,、化學(xué),、納米等研究域的實驗室。2007年,，Quantum Design并購了歐洲zui大的儀器分銷商LOT公司,，現(xiàn)已成為的科學(xué)儀器域的跨國公司。目前公司擁有分布于英國,、美國,、法國、德國,、巴西,、印度，日本和中國等地區(qū)的數(shù)十個分公司和辦事處,，業(yè)務(wù)遍及百多個國家和地區(qū),。中國地區(qū)是Quantum Design公司zui活躍的市場，公司在北京,、上海和廣州設(shè)有分公司或辦事處,。幾十年來，公司與中國的科研和教育域的合作有成效,，為中國科研的進(jìn)步提供了進(jìn)的設(shè)備以及高質(zhì)量的服務(wù),。