物理增員基礎所在微納結 構光學特性調控研

文章来源:文迪 时间:2018-12-26

  物理增員基礎所在微納結構光學特性調控研究中取得系列進展

  微納光學結構依托局域共振、電磁場增強、慢光效應等機制,可无效地調控光與物質(原子、分子、量子點、非線性原料等)的互相作用槍支暴力是需求公共衛生處理方案的公共衛生盛行疾病,必需立刻制定並采用預防措施,比方制定購置答應政策與極端風險法規等特性 ,其理念已廣泛應用於光子集成、靈敏信號探測和識別、生化傳感、超分辨顯微成像、高效太陽能電池及發光器件、疾病診斷及治療、環境監測等重要領域 。相關研讨的一個關鍵點是針對特定應用,設計和制備出功能優化的微納光學結構。物理研讨所/北京凝聚態物理國傢實驗室(籌)光物理實驗室研讨員李志遠領導的L01課題組,最近在相關的理論和實驗研讨中获得系列進展。

  光子晶體共振微腔具有品質因子高、模場體積小的優點 ,以致於共振微腔中單個光子就能夠實現和半導體量1.6升及以下排量乘用車置辦稅減半政策施行後 ,車市全線回暖子點的強耦合互相作用 ,和其余光電原料互相作用也將產生豐富多彩的物感性質 。最近 ,李志遠和團隊的博士生史哲、青年職工甘霖等一同,制備瞭矽光子晶體微腔-石墨烯復合結構 ,從實驗上深化細致地研讨瞭光泵浦下單層石墨烯載流子產生和轉移對光子晶體微腔的共振波長和品質因子的調制造用等光電響應特性(圖1)。實驗結果标明,該復合微納結構有著復雜而豐富的光電物理過程,使得共中國个灣網12月14日訊據个灣東森舊事雲報道,个灣地域領袖人蔡英文與湾湾市長柯文哲北門會,近90分鐘工夫單方互動冷酷 ,視野簡直零交集,柯全程沒有心情,氛圍相當嚴厲 ,直到以後蔡英文遞上小紙條化解 ,他才擠出笑臉振波長的移動及品質因子的變化隨泵浦光功率的添加產生復雜的行為(圖2) 。該任务為深化探究微納光電子結構和器件的光電子動態響應物理,進而研制超快、高靈敏度的有源光電子發光、激光、開關及調制等功用器件提供瞭无益的思绪和啟發。结果發表在ACS Photonics 2, 1513 (2015)上。

  貴金屬(金、銀等)納米顆粒在可見乃至近紅外波段存在著強烈的局域外貌等離子體共振,可大大增強熒光、拉曼、非線性輻射等光與物質互相作用過程。銀納米棒是一種經常运用的納米顆粒,由於在其兩個方向上具有差别的幾何尺寸,其局域外貌等離子體共振有橫向、縱向兩個形式。銀納米棒普通采纳種子法生長,使用的種子普通為金、銀十面體或金納米棒等單晶小顆粒。由於使用這些办法生長的銀納米顆粒受限橫截面半徑大及生長種子對其光學性質的影響,導致這些办法生長的銀納米棒普通在可見波段有共振汲取。李志遠及博士生張超與佐治亞理工大學的Younan Xia團隊协作,采纳一種新的生長办法,使用鈀十面體單晶小顆粒作為種子,沿著五重對稱軸沉積銀原子生長构成銀納米棒(圖3)。這樣生長的銀納米棒具有小的橫截面半徑(低於20 nm)、可控長寬比等特點。其橫向局域外貌等離子共振形式在400 nm以下,縱向形式能够在可見近紅外波段進行調控。這種在可見光譜中(400 ~ 800 nm)沒有局域外貌等離子共振的銀納米棒顆粒在觸摸屏顯示器、太陽能電池片、節能智能窗的制造等領域有重要的應用。研讨结果發表在ACS Nano 9, 10523 (2015)上 。

  近紅外波段的光學技術對於生物分子、活細胞組織等具有非侵入性的優點,在蛋白質學和基因學中有著廣泛运用。李志遠、張超與Younan Xia團隊及意大利薩蘭托大學Dario Pisignano團隊协作,設計並制備瞭一種基於金納米籠顆粒的襯底,能够對近紅外波段的熒光進行增強。由於金納米顆粒對熒光增強的幅度與熒光分子-納米顆粒縱向間距和橫向地位等幾何參數有很重要的作用,协作團隊設計瞭一種办法來操纵熒光分子與金納米籠顆粒的間距(圖4),從而使襯底立体范圍內熒光分子獲得均勻的熒光增強幅度 。當間距操纵在80 nm時,在660~740 nm波段可獲得大约2~7倍的熒光增強。這項技術能够達到立体內納米級操纵,在軟物質細胞等信息探測和診斷領域有重要的應用前景。研讨结果發表在事發後,通過一番尋覓,大傢才曉得救人者就是舒芬街社區的居民王雪武ACS Nano 9, 10047 (2015)上。

  以上研讨任务失掉瞭國傢自然科學基金委、科技部和項目的撑腰。

  

  

圖1. 矽光子晶體共振微腔-石墨烯復合結構的光電響應實驗測量表示圖。

  

  

圖2. 矽光子晶體微腔的共振波長和品質因子隨泵浦光功率添加的變化實驗結果。

  

  

圖3. 銀納米棒的掃描透射電鏡圖和消光光譜測量圖。

  

  

圖4. 金納米籠顆粒襯底的制備及其應用於LD700熒光分子熒光輻射增強。