Summary
ويصف هذا البروتوكول الأجهزة لتحديد الإثارة وتقارن معدلات بين بواعث الخفيفة والسطحية مأكل مثل الطحين مثل بلوخ بولاريتونس الناشئة عن المصفوفات الدورية.
Abstract
قمنا بتطوير طريقة فريدة من نوعها لقياس الإثارة وتقارن معدلات بين بواعث الخفيفة والسطحية مأكل مثل الطحين بولاريتونس (Spp) الناشئة عن المصفوفات الدورية المعدني دون إشراك تقنيات حل الوقت. قمنا بصياغة المعدلات الكميات التي يمكن أن تقاس بالقياسات الضوئية بسيطة. سيتم وصف الأجهزة على أساس انعكاسية حلها من زاوية والاستقطاب والتحليل الطيفي فوتولومينيسسينسي هنا بالتفصيل. ونهجنا فضول نظراً لبساطته، الذي يتطلب عدة مراحل الميكانيكية والبصريات الروتينية، وبالتالي الغاية بأسعار معقولة لمعظم المختبرات البحثية.
Introduction
سطح مأكل مثل الطحين بوساطة الفلورية (سبمف) وقد حظيت باهتمام كبير مؤخرا1،2،،من34،،من56. عندما يتم وضع بواعث خفيفة بالقرب من نظام plasmonic، يمكن نقل الطاقة بين بواعث والسطحية مأكل مثل الطحين بولاريتونس (Spp). وبصفة عامة، الحقول plasmonic قوية يمكن أن يعزز بقوة الإثارة من بواعث2. في نفس الوقت، كما يتم زيادة معدل الانبعاثات بسبب الكثافة--من-الدول الكبيرة تم إنشاؤها بواسطة Spp، تسفر عن تأثير بورسيل معروفة3. العمل هاتين العمليتين اليد في اليد في إنتاج سبمف. كما حفزت سبمف العديد من التطبيقات في الإضاءة الحالة الصلبة1،4، الطاقة الحصاد5و6من الكشف البيولوجي، أنه يجري حاليا تحقيقات مكثفة. على وجه الخصوص، المعرفة بمعدلات نقل الطاقة من الكائنة بواعث والعكس بالعكس، أي، الإثارة وتقارن معدلات، ذات أهمية كبيرة. ومع ذلك، هي عادة متشابكاً في عمليات الإثارة والانبعاث معا، تزال تفتقر إلى الدراسة في هذا الجانب. على سبيل المثال، معظم الدراسات فقط تحديد نسبة كفاءة الإثارة، الذي يقارن ببساطة الانبعاثات مع أو بدون Spp7. القياس الدقيق لمعدل الإثارة لا يزال مفقوداً. من ناحية أخرى، التقليدية الوقت-حل تقنيات مثل الأسفار عمر التحليل الطيفي وتستخدم بشكل روتيني لدراسة ديناميات عملية الانبعاث، ولكنها غير قادر على فصل معدل اقتران من معدل الانحلال إجمالي8. وهنا يصف لنا كيف واحدة تحدد لهم عن طريق الجمع بين نموذج معادلة معدل والزمانية إلى جانب وضع نظرية9،10. بشكل ملحوظ، فإننا نجد أنه يمكن التعبير عن الإثارة وتقارن معدلات من حيث كميات قابلة للقياس، والتي يمكن الوصول إليها عن طريق إجراء انعكاسية حلها من زاوية والاستقطاب والتحليل الطيفي فوتولومينيسسينسي. سنقوم أولاً الخطوط العريضة الصياغة ووصف ثم الأجهزة بالتفصيل. وهذا النهج هو تماما على أساس مجال التردد، وأنها لا تتطلب أي زينة وقت حلها مثل أشعة الليزر فائقة السرعة والعدادات فوتون واحد يرتبط الوقت، والتي مكلفة وصعبة في بعض الأحيان لتنفيذ8، 11-نحن نتوقع هذا الأسلوب لتكون هي تكنولوجيا تمكينية لتحديد الإثارة وتقارن معدلات بين تجاويف مدوية وبواعث الخفيفة.
ويتم إطلاع سبمف في نظم الدوري هنا. لنظام plasmonic دوري حيث يمكن أن تتولد Spp مثل بلوخ، خلاف الإثارة المباشرة والانبعاثات، التي تتميز بالإثارة كفاءة η ومعدل الانبعاثات العفوية Γr، يمكن متحمس بواعث قبل Spp واردة و تسوس عبر Spp المنتهية ولايته. وبعبارة أخرى، ظل صدى الإثارة، يتم إنشاؤها Spp واردة لإنشاء حقول plasmonic القوية التي تنشط بواعث. وبمجرد بواعث متحمس، يمكن نقل الطاقة منها إلى Spp المنتهية ولايته، الذي بعد ذلك تبديد إشعاعيا إلى أقصى الميدان، مما يؤدي إلى زيادة الانبعاثات. أنها تحدد سبمف. لبواعث اثنين من المستوى البسيط، الإثارة يشير إلى تزايد انتقال الإلكترونات من الألف إلى الياء للدول متحمس حين الانبعاث يعرف انحلال الإلكترونات مرة أخرى إلى دول الأرض، يصحبها انبعاث فوتون عند أطوال موجية محددة فرق الطاقة بين الدول متحمس وعلى الأرض. شروط سبمف الإثارة والانبعاثات المطلوبة إنجاز مرحلة معروفة مطابقة المعادلة تثير Spp الواردة والصادرة في9
(1)
حيث اليورو واليوروم الثوابت عازل العوازل والمعدن، θ و φ هي الزوايا الحادث ومداري، ف هو فترة الصفيف، λ هو الطول الموجي الإثارة أو الانبعاثات، و m و n هي إعداد صحيحة تحديد ترتيب Spp. للإثارة، سيكون وافيفيكتور في الطائرة لشعاع الليزر راج متناثرة على زخم المباراة مع Spp واردة و θ و φ معا تحديد التكوين الحادث المحدد لمثيرة Spp لتعزيز امتصاص الإلكترونية في الإثارة الطول الموجي λالسابقين. وبالمثل، للانبعاث، Spp المنتهية ولايته ستكون منصبه المتناثرة براج ليتطابق مع خط الضوء والزوايا الآن تمثل قنوات الانبعاثات المحتملة في الانبعاثات الطول الموجي λم. بيد أنه لوحظ أنه وصفها بواعث يمكن الزوجين من الطاقة إلى اتجاهي Spp نشر مع 
الذي له نفس الحجم 
لكن اتجاهات مختلفة، يمكن أن تسوس Spp عبر مزيج مختلف من (m, n) إلى أقصى حقل مكافئ. التالية (1).
باستخدام نموذج معادلة معدل والزمانية إلى جانب وضع نظرية (CMT)، ونحن نجد أن الإثارة معدل Γالسابقين، أي معدل نقل الطاقة من Spp إلى بواعث، يمكن التعبير عن9،،من1213
(2)
حيث η هو معدل الإثارة المباشرة السالفة الذكر وفي غياب Spp واردة، Γتوت هو معدل الانحلال مجموع Spp الواردة 
Γإس و Γراد هي امتصاص المقاومها ومعدلات الاضمحلال الإشعاعي Spp، و 
هي نسبة الطاقة فوتولومينيسسينسي مع أو بدون Spp واردة. من ناحية أخرى، يمكن أن تكون مكتوبة اقتران معدل Γج، أي معدل نقل الطاقة من بواعث ل Spp، كما:
(3)
حيث Γr هو معدل الانبعاثات المباشرة، 
هي نسبة الطاقة photoluminescence بين α وساطةth SPP تسوس ومنافذ مباشرة، و Γرادα و Γتوت هي أن معدلات الاضمحلال الإشعاعي لمنفذال α وأن معدلات الاضمحلال مجموع. وسوف نرى أنه بينما يمكن أن تقاس جميع معدلات تسوس SPP بالتحليل الطيفي انعكاسية، يمكن تحديد نسبة الطاقة الانبعاثات بواسطة التحليل الطيفي photoluminescence. ويمكن الاطلاع على تفاصيل الصياغات في مرجع9،10.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1-الإعداد للطباعة الحجرية التدخل
ملاحظة: يتم استخدام الطباعة الحجرية التدخل افتعال صفائف الدوري12. الإعداد التخطيطي، كما هو مبين في الشكل 1، بناء على النحو التالي:
- وتركز الليزر نانومتر 325 من ليزر المتعدد هيكد 13 عدسة الهدف "العاشر الأشعة فوق البنفسجية" وتمرير من خلال ثقب 50 ميكرومتر على أساس التصفية المكانية لوضع التنظيف.
- ضع قزحيات قطره 2.5 سم اثنين 30 سم عن بعضها البعض لمواصلة تصفية المنطقة الوسطى من الضوء متباينة. بعد القزحية الثانية، قطر شعاع يساوي 2.5 سم ويزداد ببطء شديد مع المسافة، و < 3 سم على مسافة متر واحد من قزحية العين الثانية. على ضوء من المفترض تقريبا وتحديدالمنطقه.
ملاحظة: يجب أن يكون الإخراج من آيريس الثانية موحدة عند فحصها بالعين المجردة. - توجيه شعاع وتحديدالمنطقه إلى مرآة السابر لويد. الإعداد لويدز يحتوي على حامل عينة المستندة إلى المنشور و 5.04 سم مرآة في وضع عمودي عليه. اضاءات المباشرة والمنعكسة معا إنشاء موجه دائمة مستقرة على طول سطح العينة للزخرفة. منظور أعمال كأداة antireflection.
ملاحظة: يمكن كتابة الفترة ف الموجه الدائمة ك:
، حيث λ = 325 نانومتر و α هي زاوية الحادث فيما يتعلق بنموذج عادي، كما هو مبين في الشكل 1. زاوية الحادث يمكن ضبطها عن طريق تناوب الإعداد لويدز.
، حيث λ = 325 نانومتر و α هي زاوية الحادث فيما يتعلق بنموذج عادي، كما هو مبين في الشكل 1. زاوية الحادث يمكن ضبطها عن طريق تناوب الإعداد لويدز.2-إعداد صفيف الدوري
ملاحظة: على استعداد العينة تحت الإجراء القياسي اقترح من قبل الشركة المصنعة. يتم تنفيذ كافة الإجراءات في درجة حرارة الغرفة.
- استخدام ركيزة زجاج2 1 سم. تنظيف الزجاج مع والميثانول والاسيتون عن 10 دقيقة في حمام الموجات فوق الصوتية، وثم قبل خبز على طبق ساخن على 200 درجة مئوية ح 1 لإزالة الاوساخ.
- زيادة ونقصان-معطف الركيزة الزجاج بطبقة سميكة من التصاق شمال البحر الأبيض المتوسط 5 و 100 نانومتر سميكة سلبية سو-8 مقاوم الضوء مع زيادة ونقصان-المغطى سرعتين.
- تمييع مقاوم سو-8 الضوء مع المادة غاما بنسبة 1:5 (v/v) حيث أنه يمكن التحكم في السمك ما يقرب من 100 نانومتر بعد طلاء تدور.
- الاستغناء عن 3-5 قطرات (0.2 مل) الحل التصاق الركيزة الزجاج وتدور في 600 لفة في الدقيقة ل 10 s و 3600 لفة في الدقيقة لمدة 1 دقيقة، تباعا.
- كرر الخطوة 2.2.2 مع قطرات (0.3 مل) 5-7 من 8 سو المخفف من خطوة 2.2.1 بنفس السرعة.
ملاحظة: طبقة الالتصاق يحسن الالتصاق بين الركيزة الزجاج ومقاوم الضوء حيث أنه مقاوم الضوء أن لا تقشر أثناء تطوير. يتم التحكم في سمك طبقة سو-8 بالتركيز وسرعة الدوران-المغطى.
- بريبكي العينة على سخانات 65 و 95 درجة مئوية لمدة 1 دقيقة. لا ينصح بأفران هنا.
- نقل العينة إلى المنشور في السابر. إضافة قطره إنكسار مطابقة النفط (n = 1.45) لإرفاق العينة على المنشور. وضعه أقرب مرآة قدر الإمكان.
ملاحظة: يتم إرفاق العينة على سطح المنشور بسبب التوتر السطحي للزيت. الانكسار من النفط يتم اختياره ليكون نفس المنشور والزجاج الركازة للقضاء على التفكير مرة أخرى من التدخل. - لشعرية مربع الأبعاد، تعرض العينة مرتين بنفس وقت التعرض ولكن الاتجاهات المتعامدة؛ أي تعريض العينة، وثم قم بتدويرها 90 ° للتعرض الثاني. عندما مقاوم الضوء يتعرض لضوء 325 نيوتن متر، فإنه كروسلينكس ولا يمكن حله بالمطور سو-8.
ملاحظة: يمكن التحكم بضبط وقت التعرض القطر د من الصفيف. - جد خبز العينة في 65 درجة مئوية و 95 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة لمنع الفيلم تكسير.
- تزج العينة كلها في المطور لمدة 2 دقيقة مع التحريك المستمر إلى أن يحل في المنطقة لم يتعرضوا.
- تزج العينة في كحول الأيزوبروبيل لمدة 1 دقيقة شطف المخلفات والجافة ثم مع الهواء المضغوط. ثم يتم إنتاج مجموعة نانوهولي.
3-الذهب الفيلم ترسب وطلاء باعث الضوء
- إرفاق العينة على صاحب العينة ماغي الترددات الراديوية اﻷخرق نظام الترسيب مع الشريط على الوجهين لترسب الفيلم الاتحاد الأفريقي.
- مضخة أسفل الدائرة إلى 2 x 10-6 عربة قاعدة ضغط استخدام مضخة توربوموليكولار وثم تعبئته مرة أخرى مع 6 × 10-3 ميلليمتر زئبق فائقة النقاء ع الغاز.
- استخدام هدف الاتحاد الأفريقي 99.9% قطرها 5 سم ووضع مصراع بين العينة والهدف. استخدام طاقة منخفضة (50 W) إلى خفض معدل الترسيب، فضلا عن خشونة السطح. مع مصراع المغلقة، تفل مسبقاً هدفا لمدة 10 دقائق لإزالة الاوساخ.
- فتح مصراع لعملية الترسيب في درجة حرارة الغرفة لمدة 20 دقيقة. سماكة فيلم من 100 نانومتر وتودع بشكل روتيني لضمان أن يكون النظام plasmonic سميكة بصريا مع لا انتقال.
- مرة واحدة العينة على استعداد، تدور-معطف الضوء التي تنبعث منها مواد مثل الأصباغ العضوية أو الكم النقاط على السطح المعدني تشكل طبقة رقيقة من العوازل.
- لصبغ ستيريل 8 المستخدمة في مرجع9، حل 20 ميكروغرام من ستيريل 8 و 500 ميكروغرام من بوليمر البولي فينيل الكحول (PVA) في 5 مل ميثانول.
- الاستغناء عن 3-5 قطرات (0.2 مل) من حل صبغ على العينة وتدور في 600 لفة في الدقيقة ل 10 s و 3600 لفة في الدقيقة لمدة 1 دقيقة متتالية. السمك يقدر بنحو 80 نانومتر.
ملاحظة: يمكن استخدام البوليمر القابلة للذوبان أو غير قابلة للذوبان في الماء كمواد ترسيخ تبعاً لنوع المواد التي ينبعث منها قدر. ومع ذلك، البوليمر ينبغي أن يكون غير حتى أنها لن تتدخل مع القياسات photoluminescence. بوليمر البولي فينيل الكحول (PVA) ينصح تذويب الأصباغ للذوبان في الماء مثل والرودامين ز 6 وستيريل 8.
4-انعكاسية القياسات لتحديد معدلات تسوس SPP
ملاحظة: إعداد التحليل الطيفي انعكاسية الاستقطاب وزاوية حل يرد في الشكل 2. وهو يتألف من جونيوميتير مع ثلاث مراحل التناوب بشكل مستقل تغيير اتجاه العينة (المرحلة 1) والكشف عن زاوية (المرحلة 2)، فضلا عن زاوية عينة ثانوي (المرحلة 3).
- استخدام ضوء أبيض ذات النطاق العريض من مصباح الكوارتز كمصدر الضوء. أولاً الزوجين أن حزمة ألياف المتعدد وثم كلمات من قبل زوج من العدسات الهدف وجها لوجه تربطها علاقة خطية متداخلة (5 X و 60 س). تضيء شعاع الضوء على العينة في زوايا الحادث مختلفة عن طريق تغيير التوجه عينة. مكان زوج المستقطب الحادث ومحلل الكشف قبل وبعد العينة للقياسات المعتمدة على الاستقطاب.
ملاحظة: أهداف وجها لوجه بمثابة نظام عدسة التي كوليماتيس ويوسع مصدر الضوء الأبيض من الألياف المتعدد. - استخدام ألياف المتعدد لجمع انعكاس براق من العينة، التي ترتبط مطياف وكشف اتفاقية مكافحة التصحر للتحليل الطيفي.
- محاذاة الإعداد بعناية لضمان كل من مرحلة التوجه عينة والكشف عن تناوب مراحل متحدة المركز، أي.، على محاور دوران التي تربطها علاقة خطية متداخلة.
- معايرة الإعداد مع فيلم الاتحاد الأفريقي مسطحة. قياس الأطياف انعكاسا في زوايا الحوادث المختلفة ومقارنتها مع التفكير النظري الأطياف المحسوبة بمعادلات فريسنل استخدام دالة عازل الاتحاد الأفريقي معروفة. المجموعتين من البيانات ينبغي أن تكون متسقة مع أقل من 5 في المائة خطأ.
- حالما يتم الإعداد جاهزة، قياس الاستقطاب خطيا، ف أو s، الأطياف انعكاسا للعينة في زوايا مختلفة في حادث. حجم الخطوة من زاوية الحادث 0.5 درجة والقرار الطول الموجي 0.66 شمال البحر الأبيض المتوسط. جمع الأطياف تحت زوايا متعددة الحوادث ومكتوبة برنامج مراقبة للتشغيل الآلي بما في ذلك الحركة الميكانيكية، مراقبة مصراع، والحصول على البيانات، والطرح الخلفية، إلخ.
ملاحظة: هذه الخطوة يتم حسابياً. هذا البرنامج متاح عند الطلب. الرجاء إرسال بريد إلكتروني إلى صاحب البلاغ المطابق للتعليمات البرمجية المصدر إذا لزم الأمر. - كفاف مؤامرة الانعكاسية مقابل زاوية الطول الموجي، والحادث للحصول على علاقة التشتت النظام plasmonic لوضع تحديد معدل تحديد الهوية، وتسوس.
ملاحظة: الزاوية السمتية العينة تحديد موقع في منطقة برلين. على سبيل المثال، لنماذج شعرية مربعة، تدوير العينة أزيموثالي حيث أن واحدة من الفترات يتم بالتوازي مع حادث الطائرة، وهذا يحدد اتجاه Γ-X. قم بتدوير العينة 45 ° لتحديد اتجاه Γ-م. - إذا تم تعيين الحادث الاستقطاب في 45 درجة فيما يتعلق بحادث الطائرة، والمحلل في-45 °، قياس انعكاسية متعامد، أو عبر الأقطاب، رسم الخرائط.
- استخراج الأطياف انعكاس الاستقطاب p ومتعامد ويصلح لهم باستخدام CMT9،،من1213، كما هو موضح في المناقشة لتحديد معدلات تسوس Spp.
5-فوتولومينيسسينسي القياسات لتحديد نسبة انبعاث الطاقة
ملاحظة: الإعداد photoluminescence زاوية الاستقطاب حلها-ويرد في الشكل 3.
- استبدال مصدر الضوء ذات النطاق العريض بايون الأرجون نانومتر 514 أو 633 نانومتر زناد الليزر. استخدام عامل تصفية خط ليزر مع عرض كامل نصف كحد أقصى (فوم) أقل من 5 نانومتر لتنظيف الليزر طيفيا ووضع صفيحة نصف الموجه لمراقبة حالة الاستقطاب شعاع الليزر. لم تتغير في جونيوميتير ووحدة الكشف. قم بوضع عامل تصفية الشق قبل وحدة الكشف لإزالة الخط الليزر، والتي تدفن التﻷلؤ.
ملاحظة: الطول الموجي الليزر يعتمد على نوع المواد التي ينبعث منها قدر. أعلى فوتون الطاقة مطلوب لتثير المواد مع أقصر طول موجي الانبعاثات. - لقياس نسبة انبعاثات الطاقة لمكافئ. (2) و (3)، إجراء نوعين من القياسات: فحص الكشف والحادث. التفاعل بين الحادث والكشف عن عمليات التفحص التي تساعد في تحديد
، 
، 
، و 
. - لتفحص الحادث، تختلف زاوية الحوادث بشكل مستمر ولكن إصلاح زاوية الكشف فيما يتعلق بالنموذج العادي.
ملاحظة: هذه الخطوة يتم حسابياً. هذا التكوين بشكل انتقائي يثير Spp واردة، وزاوية الحادث تعتمد، في حين رصد اختلاف الانبعاثات تحت زاوية الكشف الذي تم اختياره. وبعبارة أخرى، يزيد الانبعاثات عند زاوية الحادث ينجز في مرحلة مطابقة المعادلة في مكافئ. (1).- كفاف مؤامرة الأطياف photoluminescence ضد الطول الموجي، وزاوية الحادث لرسم خرائط المسح الحادث. قياس المخططات للكشف عن مختلف الزوايا ولكن كثافتها النسبية هي وجدت نفسها. ولذلك، تفحص الحادث تحقيقات أثر Spp الواردة على الانبعاث أو ببساطة في تعزيز الإثارة، مما يسمح لنا بقياس و .
- كفاف مؤامرة الأطياف photoluminescence ضد الطول الموجي، وزاوية الحادث لرسم خرائط المسح الحادث. قياس المخططات للكشف عن مختلف الزوايا ولكن كثافتها النسبية هي وجدت نفسها. ولذلك، تفحص الحادث تحقيقات أثر Spp الواردة على الانبعاث أو ببساطة في تعزيز الإثارة، مما يسمح لنا بقياس
- لكشف المسح الضوئي، إصلاح زاوية الحادث فيما يتعلق بالعينة العادية ولكن تختلف زاوية الكشف.
ملاحظة: هذه الخطوة يتم حسابياً.- وبالمثل، ارسم كفاف الأطياف photoluminescence مع غلة زاوية الطول الموجي، والكشف عن فحص الكشف عن رسم الخرائط. كما تنشأ انبعاثات SPP من التخميد الإشعاع من Spp، الانبعاث بقوة زاوية الكشف تعتمد. ولذلك، يزيد الانبعاث تحت الإثارة المستمرة، عند زاوية الكشف يفي مكافئ. (1). هذا التكوين يسبر زيادة الانبعاثات ويسمح لنا بتحديد ل α مختلفة كيال طالما أنه قد كشف المعالم زاوية الاعتماد.
- وبالمثل، ارسم كفاف الأطياف photoluminescence مع غلة زاوية الطول الموجي، والكشف عن فحص الكشف عن رسم الخرائط. كما تنشأ انبعاثات SPP من التخميد الإشعاع من Spp، الانبعاث بقوة زاوية الكشف تعتمد. ولذلك، يزيد الانبعاث تحت الإثارة المستمرة، عند زاوية الكشف يفي مكافئ. (1). هذا التكوين يسبر زيادة الانبعاثات ويسمح لنا بتحديد
، 
، 
، و 
.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يرد مثال الصفيف دوري الاتحاد الأفريقي في اقحم 4a الرقم8. صورة عرض SEM الطائرة تظهر أن العينة صفيف حفرة دائرية شعرية مربعا 2D مع فترة من 510 نيوتن متر، وعمق ثقب 280 نانومتر، وحفرة قطرها 140 نانومتر. يبين الشكل 4aالتعيين انعكاس الاستقطاب p المتخذة على طول اتجاه Γ-X. يحسب خط متقطع بمرحلة مطابقة معادلة مكافئ. (1) تشير إلى أن (m =-1، n = 0) متحمسون Spp.
عندما يتم تعيين المستقطب ومحلل في مواضع متعامد، يبين الشكل 4bالتعيين انعكاسية المقابلة. ونحن نرى أن التعيين مطابق تقريبا للاستقطاب الخطي التعيين فيما عدا الخلفية الآن يصبح صفراً كما يتم إزالة الانعكاس غير مدوية بواسطة المحلل. وباﻹضافة إلى ذلك، الملامح انعكاسية يتم تغيير من الانخفاضات إلى قمم إلا SPP الإشعاع التخميد ما تبقى بعد إزالة الخلفية.
وفي الواقع، بعلاقة التشتت أداة جيدة لدراسة سبمف. افتراض الإثارة الليزر الطول الموجي هو 700 نانومتر، سيتم إنشاء Spp واردة بزاوية 19° حادثة وسوف تتفاعل مع بواعث إذا تطابقت هذه الفرقة الاستيعاب. من ناحية أخرى، سيتم اكتشاف الانبعاث SPP بزاوية 23° حادث في حالة حدوث الانبعاث في 730 نانومتر. ولذلك، الأصداء SPP تسمح لنا بإثارة Spp الواردة لتعزيز الإثارة لتحديد موقع Spp الصادرة لتحسين الانبعاثات.
نحن تدور معطف كدسيتي الكم النقاط مخدر بولي البوليمر في صفيف10. الشكل 5a و 5b عرض الخرائط الانعكاسية المستقطبة ف ومتعامد المتخذة على طول على طول اتجاه Γ-X، عرض (-1, 0). الشكل 5 ج ود 5 يظهر الحادث photoluminescence المقابلة والكشف عن تفحص تعيينات المتخذة في الكشف وزوايا حادث ه 0 ° 0 °، على التوالي. الليزر الطول الموجي λالسابقين هو 633 نانومتر. في الواقع، يتفق مع تعيين انعكاسية، نرى أن انبعاث قوي يحدث في زاوية حادث ° 18.5 فيها الواردة (-1, 0) متحمسون Spp. من ناحية أخرى، من كشف المسح الضوئي، يتحقق التشابه قوي بين انعكاسية وفوتولومينيسسينسي من أن الانبعاثات التي تتعزز عندما متحمسون Spp المنتهية ولايته.
يتطلب تحديد الإثارة وتقارن معدلات SPP تسوس معدلات و نسب السلطة فوتولومينيسسينسي10. لتحديد معدلات تسوس في 633 نانومتر على طول اتجاه Γ-س، انعكاس الاستقطاب p ومتعامد الأطياف المستخرجة من الشكل 5a و 5b مبينة في الشكل 6a. الطيف الاستقطاب p يظهر ملف تعريف فانو شبيهة التي يمكن وصفها بأنها 
فيهاف انعكاسية نونريسونانت وهو ωSPP طاقة فوتون مدوية، بينما يتبع نظيره متعامد 
، والعارضة لينيشابي لورينتزيان12. ثم يتم تركيبها أفضل وأن معدلات الاضمحلال الإشعاعي ومجموع، Γتدريب المدربين ورادمن Γ، 95.08 و 27.15 مليون إلكترون فولط (ب ح).
من ناحية أخرى، يتم الحصول على نسبة الطاقة فوتولومينيسسينسي كما يلي. من تفحص الحادث في الشكل 5 ج، الشخصية الانبعاثات في الانبعاثات الطول الموجي λم = 690 نانومتر، حيث يحدد الانبعاثات المباشرة، يتم استخراج في الشكل 6b. نسبة الطاقة 
، الذي يعرف بأنه الانبعاثات المباشرة مع أو بدون Spp واردة، ببساطة هو الكثافة في 18.5 درجة مقسوماً على خلفية مسطحة (6.896). 
ثم عاقدة العزم على أن تكون 574.04 مليون إلكترون فولط.
من ناحية أخرى، هو اقتران معدل الانبعاثات الطول الموجي يعتمد. الطول الموجي الانبعاثات في 690 نانومتر يتم اختياره كمثال. أن معدلات الاضمحلال الإشعاعي ومجموع، Γتدريب المدربين ورادمن Γ، 60.06 و 17.12 مليون إلكترون فولط (ب ح)، على التوالي. تعريف المسح الضوئي الكشف المستخرج من الرقم 5 د والمعروضة في الشكل 6 ج. نسبة الطاقة 
يعرف (-1, 0) الانبعاثات SPP مقسوماً على الانبعاثات المباشرة نصف المساحة على افتراض أن العينة قد لا انتقال. منذ الكاشف يغطي زاوية صلبة ΔΩ ~ π37202 ريال سعودي لسطح لامبيرتيان، 
، حيث يتبع ب الخلفية في الشكل 6 ج ك 
. من ناحية أخرى، 
كذروة التشكيل الجانبي مقسوماً على ΔΩ. ونتيجة 
وجد أن 0.805.
الشكل 1 . التخطيطي لتدخل الطباعة الحجرية- ضوء ليزر نانومتر 325 ركزت من خلال عامل تصفية مكانية ومضاءة ثم على السابر مرآة لويد حيث يقع العينة. أشكال موجه دائمة على طول سطح العينة للتعرض. داخلي: الخطط لرأي كبار والجانبية من العينة التي أنجزت في الباب 2. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 . الاستقطاب وزاوية حل انعكاسية مطيافية. () الخطط للاستقطاب وزاوية حل انعكاسية مطيافية. وتستخدم ثلاثة تناوب مراحل بناء جونيوميتير. ألياف بصرية المتعدد إلى جانب مطياف ويستخدم للكشف عن الكشف عن اتفاقية مكافحة التصحر. يتم استخدام مصدر ضوء أبيض ذات النطاق العريض للقياسات انعكاسية. (ب) واقع الحياة صورة للجزء الأكبر من التحليل الطيفي انعكاسية الاستقطاب وزاوية حل (مربع أسود اندفاعه في ()). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 . الخطط لحلها من الاستقطاب وزاوية التحليل الطيفي فوتولومينيسسينسي. 514 أو 633 نانومتر ليزر يستخدم photoluminescence. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 . تعيينات انعكاسية ومعدلات تسوس استخلاصه. () رسم الخرائط الانعكاسية المستقطبة ف للاتحاد الأفريقي الصفيف المتخذة على طول اتجاه Γ-X. يحسب خط متقطع باستخدام مرحلة مطابقة المعادلة، عرض (-1, 0) متحمسون Spp عند أطوال موجية مختلفة. داخلي: عرض الطائرة SEM صورة الصفيف. (ب) انعكاسية متعامد المقابلة رسم خرائط تبين أن الخلفية هي بلا قيمة، والانخفاضات الانعكاسية الآن أصبحت قمم. (ج) المؤامرة Γتوت و Γراد كدالة في الطول الموجي. وترد النتائج من المرجع9. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 . انعكاسية، الحادث وكشف مسح تعيينات الصفيف المغلفة بنقاط الكم كدسيتي المتخذة على طول اتجاه Γ-س. () ف الاستقطاب وتعيينات انعكاسية متعامد (ب) وكشف الحادث و (د) فوتولومينيسسينسي (ج) المقابلة مسح تعيينات في زاوية الكشف والحادث = 0 و 0 درجة، على التوالي. الليزر الطول الموجي λالسابقين هو 633 نانومتر. وترد النتائج من مرجع10. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 6 . انعكاسية الممثل والحادث وكشف مسح الشخصية- () الانعكاسية المستقطبة ف ومتعامد الأطياف جنبا إلى جنب مع تناسبها أفضل لتحديد Γتوت و Γراد في 633 نانومتر. (ب) الكشف عن الحادث و (ج) المستخرجة (ب) مسح ملفات تعريف. وترد النتائج من مرجع10. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في هذا البروتوكول، وهناك العديد من الخطوات الحاسمة. الاستقرار أولاً، الميكانيكية أمر حاسم في إعداد عينة. موجه دائمة إنشاؤها بواسطة برنامج الإعداد لويدز حساس للمرحلة الفرق بين اثنين من عوارض الإضاءة. ولذلك، سوف تتحلل أي الاهتزاز أثناء وقت التعرض بالتوحيد وحافة الحدة نانوهولي. فإنه ينصح بشدة للعمل في بيئة خالية من الاهتزاز، مثلاً، جدولاً بصري مع تؤيد عزل الاهتزازات. وباﻹضافة إلى ذلك، كما هو المطلوب ليزر عالية الطاقة لتقليل الاهتزاز كما أنه يقلل من وقت التعرض تبعاً لذلك. وثانيا، يجب اختيار الثقب في الخطوة 1، 1 بشكل صحيح. يجب أن يكون حجم حفرة صغيرة بما يكفي القيام بوضع التنظيف على جانب واحد ولا تزال كبيرة بما يكفي نقل الطاقة الكافية للتعرض على الجانب الآخر. نوصي بثقب 50 ميكرومتر والهدف العاشر 13 الليزر المتعدد هيكد. ثالثا، يلاحظ أن شكل خط لورينتزيان انعكاسية متعامد صالحاً فقط عندما تكونف≈ rs، حيث تكونp و rs انعكاسية غير مدوية للإضاءة ف وق الاستقطاب12. ومع ذلك، لا يمكن تجاهله لمجموعة نانوهولي مع زاوية الحادث نظرة عابرة أو بعض metamaterials متباين، الفرق بين rp و rs وغلة الانعكاسية الناتجة عن 
، وإعطاء الزيادة لفانو لينيشابي.
وباختصار، يصف هذا البروتوكول أسلوب لتحديد الإثارة واقتران معدلات بين بواعث الخفيفة و Spp من 2D صفائف الدوري المعدني. يقاس المعدل الطيفي انعكاسية و photoluminescence حلها من زاوية والاستقطاب، كلاهما تقنيات مجال التردد. بالمقارنة مع التقنيات التقليدية حل الوقت، هذا الأسلوب يميز عمليات الإثارة وتسوس سبمف، التي لا تعتبر في معظم الدراسات تعزيز الأسفار، بل يحدد أيضا معدلات الانبعاثات الخفيفة لاقتران وسائط SPP مختلفة. تقنيات حل الوقت فقط قياس مجموع عمر باعث الضوء وهي غير قادر على تحديد المساهمات المقدمة من مختلف وسائط رنانة، لدينا أسلوب أن التأكيد إضافة قيمة لهذا الحقل خصوصا عندما يتم وضع بواعث الخفيفة في مجمع نظام الرنين. نظام plasmonic دوري، 
قد وضع اتجاه اضمحلال المعالم حين الانبعاثات المباشرة يفترض أن تكون الخواص. الخلافات بينهما في اتجاه الانبعاثات تؤدي إلى تحديد الوضع. كما اتجاهات الانبعاثات سلوك عالمي في المواد النانوية، يمكن تمديد هذا التفريق بسهولة إلى أنظمة أخرى مدوية مثل metamaterials والبلورات الضوئية. ونحن نتوقع هذا الأسلوب لتكون هي تكنولوجيا تمكينية لدراسة تعزيز الأسفار بين بواعث الخفيفة وتجاويف رنانة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.
Acknowledgments
كان يؤيد هذا البحث بالجامعة الصينية في هونج كونج من خلال 4053077 المنح المباشرة و 4441179، "حكومة كمبوديا الملكية تنافسية تخصص المنح البحثية"، 402812، و 14304314، ومنطقة للتميز آوى/ف-02/12.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SU-8 | MicroChem | SU-8 2000.5 | |
| Adhesion solution | MicroChem | Omnicoat | |
| SU-8 Thinner (Gamma-Butyrolactone) | MicroChem | SU-8 2000 Thinner | |
| SU-8 Developer | MicroChem | SU-8 Developer | |
| Spin Coater | Chemat Technology | KW-4A | |
| HeCd laser | KIMMON KOHA CO., LTd | IK3552R-G | |
| Shutter | Thorlabs | SH05 | |
| Objective for sample preparation | Newport | U-13X | |
| Pinhole | Newport | PNH-50 | |
| Iris | Newport | M-DI47.50 | |
| Prism | Thorlabs | PS611 | |
| Rotation stage for sample preparation | Newport | 481-A | |
| Supttering Deposition System | Homemade | ||
| Rotation Stage 1 | Newport | URM80ACC | |
| Rotation Stage 2 | Newport | RV120PP | |
| Rotation Stage 3 | Newport | SR50PP | |
| Detection arm | Homemade | ||
| Quartz lamp | Newport | 66884 | |
| Fiber Bundle | Newport | 77578 | |
| Objective for measurement | Newport | M-5X & M-60X | |
| Polarizer & Analyzer | Thorlabs | GT15 | |
| Multimode Fiber | Thorlabs | BFL105LS02 | |
| Spectrometer | Newport | MS260i | |
| CCD | Andor | DV420-OE | |
| 514nm Argon Ion Laser | Spectra-Physics | 177-G01 | |
| 633nm HeNe Laser | Newport | R-32413 | |
| CdSeTe quantum dot | Thermo Fisher Scientific | q21061mp | |
| Polyvinyl alcohol polymer (PVA) | SIGMA-ALDRICH | 363073 | |
| Control program | National Instruments | LabVIEW |
References
- Okamoto, K., et al. Surface-plasmon-enhanced light emitters based on InGaN quantum wells. Nature Materials. 3 (9), 601-605 (2004).
- Akselrod, G. M., et al. Leveraging Nanocavity Harmonics for Control of Optical Processes in 2D Semiconductors. Nano Letters. 15 (5), 3578-3584 (2015).
- Gontijo, I., et al. Coupling of InGaN quantum-well photoluminescence to silver surface plasmons. Physical Review B. 60 (16), 11564 (1999).
- Huang, K. C. Y., et al. Antenna electrodes for controlling electroluminescence. Nature Communications. 3, 1005 (2012).
- Atwater, H. A., Polman, A. Plasmonics for improved photovoltaic devices. Nature Materials. 9 (3), 205-213 (2010).
- Anker, J. N., et al. Biosensing with plasmonic nanosensors. Nature Materials. 7 (6), 442-453 (2008).
- Chen, Y., et al. Excitation enhancement of CdSe quantum dots by single metal nanoparticles. Applied Physics Letters. 93 (5), 053106 (2008).
- Birowosuto, M. D., Skipetrov, S. E., Vos, W. L., Mosk, A. P. Observation of Spatial Fluctuations of the Local Density of States in Random Photonic Media. Physical Review Letters. 105 (1), 013904 (2010).
- Cao, Z. L., Ong, H. C. Determination of coupling rate of light emitter to surface plasmon polaritons supported on nanohole array. Applied Physics Letters. 102 (24), 241109 (2013).
- Lin, M., Cao, Z. L., Ong, H. C. Determination of the excitation rate of quantum dots mediated by momentum-resolved Bloch-like surface plasmon polaritons. Optics Express. 25 (6), 6029-6103 (2017).
- Nikolaev, I. S., Lodahl, P., Driel, A. F. V., Koenderink, A. F., Vos, W. L. Strongly nonexponential time-resolved fluorescence of quantum-dot ensembles in three-dimensional photonic crystals. Physical Review B. 75 (11), 115302 (2007).
- Cao, Z. L., Lo, H. Y., Ong, H. C. Determination of absorption and radiative decay rates of surface plasmon polaritons from nanohole array. Optics Letters. 37 (24), 5166-5168 (2012).
- Haus, H. A. Waves and Fields in Optoelectronics. , Prentice-Hall. Englewood Cliffs, N.J. (1984).
