具有表面声子极化子的超薄样品增强了光致偶极力

南京大学化学与化工学院生命科学分析化学国家重点实验室邢华霞教授主持了一项新的研究。在分析石英的红外光致力响应时，李健博士观察到了一种不同于远场红外吸收光谱的独特光谱响应

一篇描述这些发现的论文发表在《国家科学评论》杂志上

为了验证这一结果，该团队使用光热诱导共振（PTIR）和光诱导力显微镜（PiFM）比较了石英的光谱响应，表明光诱导偶极力（PiDF）主导了石英的光诱导热力（PiTF）。由于与PiTF（~z&minus；3）相比，PiDF与尖端石英距离（~z&minus；4）的关系更为明显，李博士提出了一种对加载在石英顶部的超薄样品进行纳米红外对比成像的通用方法

超薄样品的特征是介电常数的正实部（弱振荡器），预计在其红外（IR）共振附近表现出弱的PiTF和PiDF。然而，在石英衬底的尖端感应近场共振附近，预计PiDF会发生显著变化

这些光谱差异有助于纳米红外成像中的对比度。值得注意的是，与样品的PiTF相比，石英上的PiDF响应相对于样品厚度表现出更明显的信号变化。对于超薄样品，与样品的PiTF的纳米IR对比度成像相比，石英上的PiDF成像呈现出相反的对比度，灵敏度增强

该团队使用在石英基底上制备的聚二甲基硅氧烷（PDMS）楔来演示基底增强的纳米IR对比成像。这些结果提供了明确的证据，表明PiDF可以用于纳米腔几何形状下超薄样品的灵敏纳米IR成像，并提高了对比度和灵敏度

研究人员进一步应用纳米红外成像方法来观察嵌段共聚物膜下的共价有机框架薄层和亚表面缺陷。他们假设，通过选择表现出声子极化子/reststrahlen带的合适的IR材料，用户可以实现特定晶体和聚合物分子以及具有已知振动模式频率的生物分子的高分辨率纳米成像