The nanoparticle phenomena concern a three-dimensional motion in a fluid in which the nanoparticles move in ultra-high-speed with Brownian motion. However, the current commercial methods for nanoparticle position tracking are able only to determine a two-dimensional position but not able to define the longitudinal axis Z as the third dimension. Therefore, we have proposed a method and have been observing the three-dimensional tracking of individual nanoparticles with nanometer localisation precision and high temporal resolution. In this paper, the 100 nm polystyrene standard particles were used to investigate our three-dimensional tracking method. Evanescent fields have been used to obtain a scattering light from the observed particle near the reference surface. The single-wavelength could determine the localisation tracking only X, Y coordinates, but not be available for tracking the height Z because the particle size is usually unknown. Thus, we have employed multi-wavelength evanescent fields to achieve higher localisation tracking of the height Z. The X, Y coordinates of individual nanoparticle were determined by the centre of mass of the scattering light intensities, and the height Z was evaluated from the detected scattering light intensities and then were plotted with the exponential relationships. The penetration height ability of our method was approximately 250 nm from the reference surface (Z = 0). The outcomes of this study would be able to provide the information for explaining some phenomena during the nanoscale process on a surface such in semiconductor wet process.

中文翻译：

---

多波长渐逝场中单个 100 nm 聚苯乙烯标准粒子的高速三维跟踪

纳米粒子现象涉及流体中的三维运动，其中纳米粒子以布朗运动的超高速运动。然而，目前用于纳米粒子位置跟踪的商业方法只能确定二维位置，而不能将纵轴 Z 定义为第三维。因此，我们提出了一种方法，并以纳米定位精度和高时间分辨率观察单个纳米粒子的三维跟踪。在本文中，100 nm 聚苯乙烯标准颗粒用于研究我们的三维跟踪方法。消逝场已被用于从参考表面附近的观察粒子获得散射光。单波长可以确定定位跟踪仅 X、Y 坐标，但不能用于跟踪高度 Z，因为颗粒尺寸通常是未知的。因此，我们采用多波长渐逝场来实现高度 Z 的更高定位跟踪。单个纳米颗粒的 X、Y 坐标由散射光强度的质心确定，高度 Z 由检测到的散射光强度，然后用指数关系绘制。我们方法的穿透高度能力距离参考表面 (Z = 0) 大约 250 nm。这项研究的结果将能够提供信息来解释在半导体湿法工艺等表面纳米级工艺过程中的一些现象。我们采用多波长渐逝场来实现高度 Z 的更高定位跟踪。单个纳米颗粒的 X、Y 坐标由散射光强度的质心确定，高度 Z 由检测到的散射光评估强度，然后用指数关系绘制。我们方法的穿透高度能力距离参考表面 (Z = 0) 大约 250 nm。这项研究的结果将能够提供信息来解释在半导体湿法工艺等表面纳米级工艺过程中的一些现象。我们采用多波长渐逝场来实现高度 Z 的更高定位跟踪。单个纳米颗粒的 X、Y 坐标由散射光强度的质心确定，高度 Z 由检测到的散射光评估强度，然后用指数关系绘制。我们方法的穿透高度能力距离参考表面 (Z = 0) 大约 250 nm。这项研究的结果将能够提供信息来解释在半导体湿法工艺等表面纳米级工艺过程中的一些现象。单个纳米颗粒的 Y 坐标由散射光强度的质心确定，高度 Z 由检测到的散射光强度评估，然后用指数关系绘制。我们方法的穿透高度能力距离参考表面 (Z = 0) 大约 250 nm。这项研究的结果将能够提供信息来解释在半导体湿法工艺等表面纳米级工艺过程中的一些现象。单个纳米颗粒的 Y 坐标由散射光强度的质心确定，高度 Z 由检测到的散射光强度评估，然后用指数关系绘制。我们方法的穿透高度能力距离参考表面 (Z = 0) 大约 250 nm。这项研究的结果将能够提供信息来解释在半导体湿法工艺等表面纳米级工艺过程中的一些现象。