- Magnetische Nanostäbe für die quantitative Viskositätsbildgebung mittels Heterodyn-Holographie (arXiv)
Autor: C. Gentner, P. Berto, J.-F. Berret, S. Reichmann, R. Kuszelewicz, G. Tessier
Zusammenfassung: Viele Prozesse in der Mikrofluidik und Biologie werden durch die Viskosität angetrieben oder beeinflusst. Während mehrere Methoden in der Lage sind, diesen Parameter world zu messen (AFM, akustische Oberflächenwellen, DLS, …), können nur sehr wenige hochauflösende Viskositätsbilder liefern, insbesondere in lebenden Zellen. Hier schlagen wir vor, Submikrometer-Magnetstäbe zu verwenden, um eine hochauflösende Viskositätsbildgebung durchzuführen. Ein äußeres Magnetfeld erzwingt die Schwingung superparamagnetischer Eisenoxid-Nanostäbe. Unter linear polarisierter Beleuchtung induziert die Rotation dieser hoch anisotropen optischen Streuer ein Blinken, das durch Heterodyn-Holographie analysiert wird. Die Spektralanalyse der Rotationsdynamik ergibt eine Regimeübergangsfrequenz ft, aus der die lokale Viskosität abgeleitet wird. Die Holographie ermöglicht eine 3D-Bildrekonstruktion und eine 3D-Superlokalisierung der Nanostäbe, was hochaufgelöste Viskositätsmessungen ermöglicht. Die Verwendung der schnellen Brownschen Rotation von Nanostäben anstelle ihrer langsameren Translation ermöglicht daher schnellere Messungen und, was entscheidend ist, kleinere effektive Voxel für die Viskositätsbestimmung. Die Viskositätsbildgebung wird mit einer 3D-Auflösung von 0,5 μm 3 demonstriert.
2. Stickstoff-Leerstellen-Magnetometrie einzelner Fe-Triazol-Spin-Crossover-Nanostäbe (arXiv)
Autor: Suvechhya Lamichhane, Kayleigh A McElveen, Adam Erickson, Ilja Fescenko, Shuo Sun, Rupak Timalsina, Yinsheng Guo, Sy-Hwang Liou, Rebecca Y. Lai, Abdelghani Laraoui
Abstrakt : [Fe(Htrz)2(trz)](BF4) (Fe-Triazol) Spin-Crossover-Moleküle zeigen thermisches, elektrisches und optisches Schalten zwischen Excessive-Spin-Zuständen (HS) und Low-Spin-Zuständen (LS), was sie zu vielversprechenden Kandidaten für die molekulare Spintronik macht. Die LS- und HS-Übergänge stammen aus den elektronischen Konfigurationen von Fe(II) und werden als diamagnetisch bzw. paramagnetisch angesehen. Der Fe(II)-LS-Zustand hat sechs gepaarte Elektronen in den Grundzuständen ohne Wechselwirkung mit dem Magnetfeld und es wird normalerweise ein diamagnetisches Verhalten beobachtet. Während die magnetischen Masseneigenschaften von Fe-Triazol-Verbindungen umfassend mit Standardtechniken der Magnetometrie untersucht werden, fehlen ihre Eigenschaften auf individueller Ebene. Hier verwenden wir die auf Stickstoffleerstellen (NV) basierende Magnetometrie, um die magnetischen Eigenschaften des Fe-Triazol-LS-Zustands von Nanopartikelclustern und einzelnen Nanostäben mit einer Größe von 20 bis 1000 nm zu untersuchen. Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Raman-Spektroskopie werden durchgeführt, um die Größe der Nanopartikel/Nanostäbe zu bestimmen und ihren jeweiligen Spinzustand zu bestätigen. Die von den Nanopartikeln/Nanostäben erzeugten Magnetfeldmuster werden durch NV-Magnetmikroskopie als Funktion des angelegten Magnetfelds (bis zu 350 mT) abgebildet und mit SEM und Raman korreliert. Wir fanden heraus, dass der LS-Zustand bei den meisten Nanostäben leicht paramagnetisch ist, was möglicherweise auf die Oberflächenoxidation und/oder das größere Vorhandensein von Fe(III) entlang der Nanostabkanten zurückzuführen ist. NV-Messungen an den Fe-Triazol-Nanopartikelclustern im LS-Zustand zeigten sowohl diamagnetisches als auch paramagnetisches Verhalten. Unsere Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von NV-Quantensensoren zur Untersuchung der magnetischen Eigenschaften von Spin-Crossover-Molekülen und molekularen Magneten
