Массивы нанополушарий могут улучшить факторы качества резонансов поверхностной решетки

Массивы нанополушарий могут улучшить факторы качества резонансов поверхностной решетки

Плазмонные поверхностные решеточные резонансы (SLR), поддерживаемые массивами металлических наночастиц, имеют много достоинств, таких как сильное усиление поля, распространяющееся на большие объемы, а также большие времена жизни, узкие ширины линий, зависящую от угла дисперсию и широкий диапазон возможность перестройки длины волны.

Чтобы улучшить характеристики нанофотонных устройств на основе SLR, таких как нанолазеры, нелинейно-оптические устройства и оптические сенсоры, было приложено много усилий для улучшения показателей качества SLR.

Исследовательская группа под руководством доктора Ли Гуанюаня из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук обнаружила, что массивы нанополушарий могут значительно улучшить показатели качества SLR.

Исследование группы под названием «Чрезвычайно узкие плазмонные поверхностные решеточные резонансы в массиве золотых нанополушарий» было опубликовано в Journal of Physics D: Applied Physics 24 августа.

]

В предыдущих исследованиях SLR поддерживались в основном периодическими металлическими наностержнями. Согласно недавнему обзору, показатели качества таких SLR составляют ~ 150 для видимого света, ~ 300 для длин волн в телекоммуникационных сетях и ~ 500 для режима среднего инфракрасного диапазона соответственно

.

Хотя форма решетки имеет жизненно важное значение для факторов качества, исследования с использованием различных геометрических форм не привели к ожидаемому значительному сужению локализованных поверхностных плазмонных резонансов (LSPR), связанных с этими частицами.

В этом исследовании исследователи исследовали SLR, поддерживаемые двумерным периодическим массивом нанополушарий, встроенным в симметричную диэлектрическую среду. Результаты их моделирования показали, что зеркальные фотокамеры вне плоскости могут иметь сверхузкую резонансную ширину линии (~ 0,9 нм) на длинах волн видимого диапазона около 715 нм.

Этот результат соответствовал исключительно высокому коэффициенту качества 794, что на порядок больше, чем у широко распространенных наностержней.

Кроме того, группа также показала, как достичь высоких показателей качества на основе расстройки между аномалией Рэлея и LSPR изолированной наночастицы.

«Поток энергии распространяется по поверхности и обходит наночастицы, которые имитируют поток, обходящий камень», сказал д-р Ли Гуанюань. «Все мы знаем, что круглый камень вносит более слабые возмущения. Это вдохновило нас на замену наностержней на нанополусферы».

В настоящее время исследователи продолжают создавать двумерные массивы нанополушарий с контролируемым размером и формой элементов, что является сложной задачей, но выполнимым.

Они считают, что SLR, поддерживаемые массивом 2D нанополушарий, с гораздо более высокими показателями качества, чем наностержни, будут привлекательными в различных приложениях, включая нанолазеры, нелинейную оптику и сверхчувствительное зондирование.

Источник: http://english.cas.cn/

Source link