Metastable dark states enable ground state depletion microscopy of nitrogen vacancy centers in diamond with diffraction-unlimited resolution

Nano Letters

Volumn 10, Issue 8, 2010, Pages 3199-3203

  Han, Kyu Young ^a,b   Kim, Seong Keun ^b   Eggeling, Christian ^a   Hell, Stefan W ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR BIOPHYSICAL CHEMISTRY   (Germany)

^b Seoul National University   (South Korea)

Author keywords

color center; dark state; diamond; ground state depletion; Microscopy; subdiffraction imaging

Indexed keywords

ADJACENT FEATURE; DARK STATE; DIFFRACTION BARRIER; FAR-FIELD; LOW LEVEL; MICROSCOPY; NITROGEN-VACANCY CENTER; OPTICAL SWITCHING; SUB-DIFFRACTION IMAGING;

COLOR; COLOR CENTERS; GROUND STATE;

DIAMONDS;

EID: 77955589309     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl102156m     Document Type: Article

References (35)

1. Abbe, E. Arch. Mikrosk. Anat. 1873, 9, 413-468
2. Hell, S. W.; Wichmann, J. Opt. Lett. 1994, 19 (11) 780-782
3. Hell, S. W.; Kroug, M. Appl. Phys. B: Laser Opt. 1995, 60, 495-497
4. Hell, S. W.; Jakobs, S.; Kastrup, L. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2003, 77, 859-860
5. Betzig, E.; Patterson, G. H.; Sougrat, R.; Lindwasser, O. W.; Olenych, S.; Bonifacino, J. S.; Davidson, M. W.; Lippincott-Schwartz, J.; Hess, H. F. Science 2006, 313 (5793) 1642-1645
6. Rust, M. J.; Bates, M.; Zhuang, X. W. Nat. Methods 2006, 3, 793-795
7. Hess, S. T.; Girirajan, T. P. K.; Mason, M. D. Biophys. J. 2006, 91 (11) 4258-4272
8. Hell, S. W. Science 2007, 316 (5828) 1153-1158
9. Westphal, V.; Hell, S. W. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 143903
10. Bretschneider, S.; Eggeling, C.; Hell, S. W. Phys. Rev. Lett. 2007, 98 (21) 218103
11. Folling, J.; Bossi, M.; Bock, H.; Medda, R.; Wurm, C. A.; Hein, B.; Jakobs, S.; Eggeling, C.; Hell, S. W. Nat. Methods 2008, 5, 943-945
12. Heilemann, M.; van de Linde, S.; Schuttpelz, M.; Kasper, R.; Seefeldt, B.; Mukherjee, A.; Tinnefeld, P.; Sauer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 6172-6176
13. Vogelsang, J.; Cordes, T.; Forthmann, C.; Steinhauer, C.; Tinnefeld, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106 (20) 8107-8112
14. Heintzmann, R.; Jovin, T. M.; Cremer, C. J. Opt. Soc. Am. A 2002, 19 (8) 1599-1609
15. Gustafsson, M. G. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102 (37) 13081-13086
16. Hell, S. W. Nat. Biotechnol. 2003, 21 (11) 1347-1355
17. Hofmann, M.; Eggeling, C.; Jakobs, S.; Hell, S. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102 (49) 17565-17569
18. Bossi, M.; Foelling, J.; Dyba, M.; Westphal, V.; Hell, S. W. New J. Phys. 2006, 8, 275
19. Hell, S. W. Nat. Methods 2009, 6 (1) 24-32
20. Gruber, A.; Drabenstedt, A.; Tietz, C.; Fleury, L.; Wrachtrup, J.; vonBorczyskowski, C. Science 1997, 276, 2012-2014
21. Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Phys. Status Solidi A 2006, 203, 3207-3225
22. Fu, C. C.; Lee, H. Y.; Chen, K.; Lim, T. S.; Wu, H. Y.; Lin, P. K.; Wei, P. K.; Tsao, P. H.; Chang, H. C.; Fann, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104 (3) 727-732
23. Rittweger, E.; Han, K. Y.; Irvine, S. E.; Eggeling, C.; Hell, S. W. Nat. Photonics 2009, 3, 144-147
24. Han, K. Y.; Willig, K. I.; Rittweger, E.; Jelezko, F.; Eggeling, C.; Hell, S. W. Nano Lett. 2009, 9 (9) 3323-3329
25. Rittweger, E.; Wildanger, D.; Hell, S. W. Europhys. Lett. 2009, 86, 14001-p1-14001.p6
26. Dose, V. Europhys. Lett. 2009, 86, 10000
27. Irie, M.; Fukaminato, T.; Sasaki, T.; Tamai, N.; Kawai, T. Nature 2002, 420 (6917) 759-760
28. Gaebel, T.; Domhan, M.; Wittmann, C.; Popa, I.; Jelezko, F.; Rabeau, J.; Greentree, A.; Prawer, S.; Trajkov, E.; Hemmer, P. R.; Wrachtrup, J. Appl. Phys. B: Laser Opt. 2006, 82 (2) 243-246
29. Larsson, J. A.; Delaney, P. Phys. Rev. B 2008, 77 (16) 165201
30. Drabenstedt, A.; Fleury, L.; Tietz, C.; Jelezko, F.; Kilin, S.; Nizovtzev, A.; Wrachtrup, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1999, 60 (16) 11503-11508
31. Kurtsiefer, C.; Mayer, S.; Zarda, P.; Weinfurter, H. Phys. Rev. Lett. 2000, 85 (2) 290-293
32. Beveratos, A.; Brouri, R.; Poizat, J. P.; Grangier, P., Bunching and antibunching from single NV color centers in diamond. In Quantum Communication, Computing, and Measurement; Tombesi, P.; Hirota, O., Eds.; Kluwer: New York, 2001; Vol. 3, pp 261 - 267.
33. Jelezko, F.; Popa, I.; Gruber, A.; Tietz, C.; Wrachtrup, J.; Nizovtsev, A.; Kilin, S. Appl. Phys. Lett. 2002, 81 (12) 2160-2162
34. Balasubramanian, G.; Chan, I. Y.; Kolesov, R.; Al-Hmoud, M.; Tisler, J.; Shin, C.; Kim, C.; Wojcik, A.; Hemmer, P. R.; Krueger, A.; Hanke, T.; Leitenstorfer, A.; Bratschitsch, R.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Nature 2008, 455, 648-U46
35. Maze, J. R.; Stanwix, P. L.; Hodges, J. S.; Hong, S.; Taylor, J. M.; Cappellaro, P.; Jiang, L.; Dutt, M. V. G.; Togan, E.; Zibrov, A. S.; Yacoby, A.; Walsworth, R. L.; Lukin, M. D. Nature 2008, 455, 644-U41