微纳米光学结构|黄金城最新娱乐网站

企业新闻 | 2020-11-29
本文摘要:李志远和博士张超与佐治亚理工大学夏幼南(YounanXia)团队合作,采用新的生长方法,利用钯多面体单晶微粒作为种子,沿五重对称轴沉积银原子构成银纳米棒(图3)。其纵向局部表面等离子体共振模式为400nm以下,横向模式可以控制为能看到近红外频带。

光子晶体

纳米

微纳米光学结构依赖于局部共振、电磁场强化、高速光效应等机制,可以有效控制光和物质(原子、分子、量子点、非线性材料等)的相互作用特性,其理念是光子构建、灵敏信号观测和识别、生化传感、超强判别研究的关键之一是设计和制造针对特定应用程序优化了性能的微纳米光学结构. 中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(捐赠)光物理实验室李志远研究员领导的L01课题组最近在相关理论和实验研究方面取得了系列进展。光子晶体谐振微腔具有质量因子低、模场体积小的优点,谐振微腔的单一光子需要与半导体量子点建立强耦合相互作用,与其他光电材料的相互作用也产生丰富的物理性质。

纳米

最近,该团队制作了硅光子晶体微腔石墨烯的填充结构,从光泵下单层石墨烯载流子的产生和光子晶体微腔的共振波长和质量因子的调制对等光电呼吁特性进行了实验研究(图实验结果表明,该填充微纳米结构具有简单而非常丰富的光电物理过程,谐振波长的移动和质量因子的变化会随着激发光功率的减小而产生简单的不道德(图2 )。这项工作为探索微纳米光电子结构和器件的光电子动态呼吁物理,开发超高速、高灵敏度的有源光电子闪烁、激光、电源及调制等功能器件得到了有益的思路和灵感。成果公开于ACSPhotonics,2015,2,1513 (DOI 336010.1021/ACS Photonics.5b 00469 )。图1 .硅光子晶体共振微腔-石墨烯填充结构的光电号召实验测定示意图图2 .随着硅光子晶体微腔的共振波长和质量因子的激发光功率的减少,变化实验结果贵金属(金、银等)纳米粒子可见银纳米篮是常用的纳米粒子,其两个方向具有不同的几何尺寸,因此其局部表面等离子体共振有纵向、横向两种模式。

纳米

银纳米棒一般采用种子法生长,利用的种子一般是金、银多面体或金纳米筐等单晶微粒。用这些方法生长的银纳米粒子有限横截面半径大,生长种子影响其光学性质,用这些方法生长的银纳米棒一般在可见光波段具有共振吸收。李志远和博士张超与佐治亚理工大学夏幼南(YounanXia )团队合作,采用新的生长方法,利用钯多面体单晶微粒作为种子,沿五重对称轴沉积银原子构成银纳米棒(图3 )。

纳米

荧光

纳米

这样生长的银纳米棒具有小的横截面半径(超过20nm )、高效率长方形比等特征。其纵向局部表面等离子体共振模式为400nm以下,横向模式可以控制为能看到近红外频带。在该可见光谱中(400~800nm )局部表面等离子体共振的银纳米棒粒子在触摸面板显示器、太阳能电池片、节能智能窗口的制作等领域有最重要的应用。

纳米

研究成果公开于ACSNano,2015,9,10523 (doi :10.1021/ACS nano.5b 05053 )。图3 .银纳米篮的扫描透射电镜图和消光光谱测量图的近红外波段光学技术在生物分子、活细胞组织等方面具有无创伤性的优点,普遍用于蛋白质学习和遗传学。

纳米

微腔

纳米

李志远和博士张超可以与夏幼南团队和意大利萨兰特大学DarioPisignano团队合作,设计和制造基于金纳米笼粒子的基板,加强近红外波段的荧光展开。金纳米粒子的荧光强化幅度与荧光分子纳米粒子的横向间距和纵向方位等几何参数有最重要的关系,因此协助团队设计了控制荧光分子和金纳米笼粒子的间距(图4 )的方法,在基板平面范围内荧光分子均匀分布的荧光强化如果把间距控制在80nm的间距,在660~740nm波段可以得到约2~7倍的荧光强化。该技术可以超过平面内纳米级的控制,在硬物质细胞等信息观测和临床上有最重要的应用前景。研究成果公开于ACSNano,2015,9,10047 (doi :10.1021/ACS nano.5b 03624 )。

纳米

图4。

纳米


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