散射式近場光學顯微鏡NeaSNOM,具有如下的特點:獨有的極高空間解析度10nm;可適用於可見、紅外和太赫茲光譜範圍;近場振幅和相位分辨測量功能;納米尺度下,用於FTIR吸收光譜研究;極高的解析度下,研究有機或無機樣品,整個操作僅需要常規的AFM樣品準備過程。因此,推動了等離激元研究、 石墨烯研究和納米尺度(<20nm)FTIR等研究領域。
自1928年,英國科學家 - Edward Hutchinson Synge為提高傳統光學顯微鏡解析度,提出近場光學顯微鏡設計理念以來,科學家們一直致力於通過縮小小孔直徑和控制樣品與小孔之間的間距,來試圖獲取更好的近場光學圖像和信息(如右圖所示)。
現代科技的不斷進步,包括微納加工技術和掃描探針顯微技術,極大的推動了近場光學顯微鏡的發展,出現各種反饋形式和工作方式的近場光學顯微鏡(反射式、透射式、多探針式等)。目前得到學術界認可的近場光學顯微鏡是基於掃描探針顯微技術的,將孔徑較小的光纖探針粘附在音叉上,利用音叉感知樣品與探針之間的距離,並對這個距離進行控制,即可同時滿足近場光學顯微鏡兩個要求:小孔和微距。
然而,通過上述方法得到近場光學圖像的解析度比較難於突破光的衍射極限,得到的較好的解析度一般在幾百納米,而如何能將解析度進一步提高,也成為了科學家一直努力的方向。
自1984年來,科學家們(參見文章Phil. Trans. R. Soc. Lond. A (2004) 362, 787–805)提出了通過金屬化的AFM探針,利用散射的方式得到了解析度在~10nm左右或更好的近場光學圖像,從而推動的近場光學領域的研究,其大致原理如右圖所示。