Cathodoluminescence-activated nanoimaging: Noninvasive near-field optical microscopy in an electron microscope

Nano Letters

Volumn 15, Issue 5, 2015, Pages 3383-3390

  Bischak, Connor G ^a   Hetherington, Craig L ^a,b   Wang, Zhe ^b   Precht, Jake T ^a   Kaz, David M ^a,b,d   Schlom, Darrell G ^b,c   Ginsberg, Naomi S ^a,b,c  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c Cornell University   (United States)

^d KLA TENCOR CORPORATION   (United States)

Author keywords

cathodoluminescence; nanoimaging; nanostructures; resonant near field coupling; soft materials; super resolution imaging

Indexed keywords

CATHODOLUMINESCENCE; CONJUGATED POLYMERS; ELECTRON MICROSCOPES; GEOMETRICAL OPTICS; IMAGE RECONSTRUCTION; NANOSTRUCTURES; OPTICAL RESOLVING POWER; POLYMER FILMS; SEMICONDUCTING FILMS;

HIGH RESOLUTION; LOW ENERGY ELECTRON BEAMS; NANO-IMAGING; NEAR FIELD OPTICAL MICROSCOPY; NEAR-FIELD COUPLING; SOFT MATERIAL; SUPER RESOLUTION; SUPER RESOLUTION IMAGING;

ELECTRONS;

EID: 84929192116     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00716     Document Type: Article

References (52)

1. 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
2. Rust, M. J.; Bates, M.; Zhuang, X. Nat. Methods 2006, 3 (10) 793-796
3. Hess, S. T.; Girirajan, T. P. K.; Mason, M. D. Biophys. J. 2006, 91 (11) 4258-4272
4. Pavani, S. R. P.; Thompson, M. A.; Biteen, J. S.; Lord, S. J.; Liu, N.; Twieg, R. J.; Piestun, R.; Moerner, W. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106 (9) 2995-2999
5. Hell, S. W. Science 2007, 316 (5828) 1153-1158
6. Gustafsson, M. G. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102 (37) 13081-13086
7. Garcia-Parajo, M. F. Nat. Photonics 2008, 2 (4) 201-203
8. Kawata, S.; Inouye, Y.; Verma, P. Nat. Photonics 2009, 3 (7) 388-394
9. Novotny, L.; van Hulst, N. Nat. Photonics 2011, 5 (2) 83-90
10. Lewis, A.; Isaacson, M.; Harootunian, A.; Muray, A. Ultramicroscopy 1984, 13 (3) 227-231
11. Pohl, D. W.; Denk, W.; Lanz, M. Appl. Phys. Lett. 1984, 44 (7) 651-653
12. Betzig, E.; Trautman, J. K.; Harris, T. D.; Weiner, J. S.; Kostelak, R. L. Science 1991, 251 (5000) 1468-1470
13. Zenhausern, F.; O'Boyle, M. P.; Wickramasinghe, H. K. Appl. Phys. Lett. 1994, 65 (13) 1623-1625
14. Hartschuh, A.; Sánchez, E. J.; Xie, X. S.; Novotny, L. Phys. Rev. Lett. 2003, No. 9, 095503-1
15. Kühn, S.; Håkanson, U.; Rogobete, L.; Sandoghdar, V. Phys. Rev. Lett. 2006, 97 (1) 017402
16. Neacsu, C. C.; Berweger, S.; Olmon, R. L.; Saraf, L. V.; Ropers, C.; Raschke, M. B. Nano Lett. 2010, 10 (2) 592-596
17. Weber-Bargioni, A.; Schwartzberg, A.; Cornaglia, M.; Ismach, A.; Urban, J. J.; Pang, Y.; Gordon, R.; Bokor, J.; Salmeron, M. B.; Ogletree, D. F.; Ashby, P.; Cabrini, S.; Schuck, P. J. Nano Lett. 2011, 11 (3) 1201-1207
18. Zhu, Y.; Inada, H.; Nakamura, K.; Wall, J. Nat. Mater. 2009, 8 (10) 808-812
19. Yacobi, B. G.; Holt, D. B. Cathodoluminescence microscopy of inorganic solids; Plenum Press: New York, 1990.
20. Yamamoto, N.; Araya, K.; García de Abajo, F. J. Phys. Rev. B 2001, 64 (20) 205419
21. Vesseur, E. J. R.; de Waele, R.; Kuttge, M.; Polman, A. Nano Lett. 2007, 7 (9) 2843-2846
22. Knight, M. W.; Liu, L.; Wang, Y.; Brown, L.; Mukherjee, S.; King, N. S.; Everitt, H. O.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2012, 12 (11) 6000-6004
23. Sapienza, R.; Coenen, T.; Renger, J.; Kuttge, M.; van Hulst, N. F.; Polman, A. Nat. Mater. 2012, 11 (9) 781-787
24. Kociak, M.; Stéphan, O. Chem. Soc. Rev. 2014, 43 (11) 3865-3883
25. Coenen, T.; Arango, F. B.; Koenderink, A. F.; Polman, A. Nat. Commun. 2014, 5, 3250
26. Haegel, N. M.; Chisholm, D. J.; Cole, R. A. J. Cryst. Growth 2012, 352 (1) 218-223
27. Haegel, N. M. Nanophotonics 2013, 3 (1-2) 75-89
28. Zagonel, L. F.; Mazzucco, S.; Tencé, M.; March, K.; Bernard, R.; Laslier, B.; Jacopin, G.; Tchernycheva, M.; Rigutti, L.; Julien, F. H.; Songmuang, R.; Kociak, M. Nano Lett. 2011, 11 (2) 568-573
29. Hayes, T. L.; Pease, R. F. Adv. Biol. Med. Phys. 1967, 12, 85-137
30. Herbst, R.; Hoder, D. Scanning 1978, 1 (1) 35-41
31. Niioka, H.; Furukawa, T.; Ichimiya, M.; Ashida, M.; Araki, T.; Hashimoto, M. Appl. Phys. Express 2011, 4 (11) 112402
32. Glenn, D. R.; Zhang, H.; Kasthuri, N.; Schalek, R.; Lo, P. K.; Trifonov, A. S.; Park, H.; Lichtman, J. W.; Walsworth, R. L. Sci. Rep. 2012, 2, 865
33. Furukawa, T.; Niioka, H.; Ichimiya, M.; Nagata, T.; Ashida, M.; Araki, T.; Hashimoto, M. Opt. Express 2013, 21 (22) 25655
34. Yoon, H. P.; Lee, Y.; Bohn, C. D.; Ko, S.-H.; Gianfrancesco, A. G.; Steckel, J. S.; Coe-Sullivan, S.; Talin, A. A.; Zhitenev, N. B. AIP Adv. 2013, 3 (6) 062112
35. Inami, W.; Nakajima, K.; Miyakawa, A.; Kawata, Y. Opt. Express 2010, 18 (12) 12897-12902
36. Kaz, D. M.; Bischak, C. G.; Hetherington, C. L.; Howard, H. H.; Marti, X.; Clarkson, J. D.; Adamo, C.; Schlom, D. G.; Ramesh, R.; Aloni, S.; Ogletree, D. F.; Ginsberg, N. S. ACS Nano 2013, 7 (11) 10397-10404
37. Kumaran, R.; Webster, S. E.; Penson, S.; Li, W.; Tiedje, T. J. Cryst. Growth 2009, 311 (7) 2191-2194
38. Warusawithana, M. P.; Cen, C.; Sleasman, C. R.; Woicik, J. C.; Li, Y.; Kourkoutis, L. F.; Klug, J. A.; Li, H.; Ryan, P.; Wang, L.-P.; Bedzyk, M.; Muller, D. A.; Chen, L.-Q.; Levy, J.; Schlom, D. G. Science 2009, 324 (5925) 367-370
39. Warusawithana, M. P.; Richter, C.; Mundy, J. A.; Roy, P.; Ludwig, J.; Paetel, S.; Heeg, T.; Pawlicki, A. A.; Kourkoutis, L. F.; Zheng, M.; Lee, M.; Mulcahy, B.; Zander, W.; Zhu, Y.; Schubert, J.; Eckstein, J. N.; Muller, D. A.; Hellberg, C. S.; Mannhart, J.; Schlom, D. G. Nat. Commun. 2013, 4, 2351
40. Gersten, J.; Nitzan, A. J. Chem. Phys. 1981, 75 (3) 1139-1152
41. Moskovits, M. Rev. Mod. Phys. 1985, 57 (3) 783-826
42. Ebenstein, Y.; Mokari, T.; Banin, U. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (1) 93-99
43. Lakowicz, J. R. Anal. Biochem. 2005, 337 (2) 171-194
44. Anger, P.; Bharadwaj, P.; Novotny, L. Phys. Rev. Lett. 2006, 96 (11) 113002
45. Pompa, P. P.; Martiradonna, L.; Torre, A. D.; Sala, F. D.; Manna, L.; Vittorio, M. D.; Calabi, F.; Cingolani, R.; Rinaldi, R. Nat. Nanotechnol. 2006, 1 (2) 126-130
46. Willets, K. A.; Van Duyne, R. P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58 (1) 267-297
47. Kinkhabwala, A.; Yu, Z.; Fan, S.; Avlasevich, Y.; Müllen, K.; Moerner, W. E. Nat. Photonics 2009, 3 (11) 654-657
48. Masiello, D. J.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 2010, 132 (6) 064102
49. Munechika, K.; Chen, Y.; Tillack, A. F.; Kulkarni, A. P.; Plante, I. J.-L.; Munro, A. M.; Ginger, D. S. Nano Lett. 2010, 10 (7) 2598-2603
50. Dionne, J. A.; Atwater, H. A. MRS Bull. 2012, 37 (08) 717-724
51. Drouin, D.; Couture, A. R.; Joly, D.; Tastet, X.; Aimez, V.; Gauvin, R. Scanning 2007, 29 (3) 92-101
52. Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science 1995, 270 (5243) 1789-1791