Name: Determinación de la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y plasmón superficial Polaritons (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-21T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 39 s
Description: Aprende a medir la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y polaritones de plasmón superficial en arreglos metálicos periódicos mediante espectroscopía de reflectividad y fotoluminiscencia resueltas en ángulo y polarización.

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Esta investigación fue apoyada por la Universidad China de Hong Kong a través de la 4053077 de subvenciones directas y 4441179, grave destinado investigación subvenciones competitivas, 402812 y 14304314 y área de excelencia AoE/P-02/12.

1. configuración de la litografía de interferencia
Nota: Litografía de interferencia se utiliza para fabricar los arreglos periódicos12. La configuración esquemática, como se muestra en la figura 1, se construye como sigue:
<ol><li>Enfocar el 325 nm láser de un láser multimodo HeCd un 13 X UV objetivo y pase a través de un agujero de 50 μm base filtro espacial para el modo de limpieza.</li>
	<li>Coloque dos iris de 2,5 cm de diámetro 30 cm de separación para filtrar aún más la región central de la luz desviada. Después del segundo diafragma, el diámetro de la viga es igual a 2,5 cm y aumenta muy lentamente con la distancia, que es &lt; 3 cm a 1 m de distancia de la iris segundo. La luz se supone que casi ser colimado. Nota: La salida de iris segundo debería ser uniforme cuando se verificó ojos desnudos.</li>
	<li>Dirigir el haz colimado a interferómetro de espejo de Lloyd. Configuración de Lloyd contiene un portamuestras con base de prisma y un perpendicular de 5,04 cm espejo colocado a él. Las iluminaciones directas y reflejadas juntos crean una onda estable a lo largo de la superficie de la muestra para modelar. El prisma actúa como un dispositivo de antireflejos. Nota: El periodo P de la onda puede ser escrito como: <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq9.jpg"> , donde λ = 325 nm y α es el ángulo de incidencia con respecto a la normal de la muestra, como se muestra en la figura 1. El ángulo de incidencia puede ajustarse girando configuración de Lloyd.</li>
</ol>2. periódico matriz preparación
Nota: La muestra es preparada según el procedimiento estándar sugerido por el fabricante. Todos los procedimientos se realizan a temperatura ambiente.
<ol><li>Utilizar un sustrato de vidrio de 1 cm2 . Limpiar el vidrio con metanol y acetona por 10 min en un baño ultrasónico y luego hornear previamente sobre una placa caliente a 200 ° C por 1 h para eliminar la suciedad.</li>
	<li>Spin-capa del sustrato de vidrio con una capa de espesor adherencia 5 nm y un 100 nm espesor negativo SU-8 Fotoprotección con un recubridor spin de dos velocidades.<ol>
<li>Diluir el photoresist SU-8 con Gamma-butirolactona en una proporción de 1:5 (v/v) para que el grueso se puede controlar cerca de 100 nm después de spin-coating.</li>
		<li>Dispensar 3-5 gotas (0.2 mL) de solución de adherencia sobre el substrato de cristal y centrifugado a 600 rpm durante 10 s y 3600 rpm durante 1 min., consecutivamente.</li>
		<li>Repita el paso 2.2.2 con 5-7 (0,3 mL) gotas de diluido SU-8 del paso 2.2.1 a la misma velocidad. Nota: La capa de adherencia mejora la adherencia entre el substrato de vidrio y la fotoresistencia que la fotoresistencia se desprenda durante el desarrollo. El espesor de la capa SU-8 está controlado por la concentración y la velocidad de centrifugado-barnizadora.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Prebake la muestra en placas de 65 ° C y 95 ° C durante 1 minuto. Los hornos no son recomendables aquí.</li>
	<li>Transferir la muestra al prisma en el interferómetro. Añada una gota del índice de refracción que aceite (n = 1.45) para colocar la muestra sobre el prisma. Colocarlo lo más cerca al espejo como sea posible. Nota: La muestra se fija en la superficie del prisma debido a la tensión superficial del aceite. El índice de refracción del aceite es elegido para ser el mismo prisma y cristal substrato para eliminar la reflexión posterior de la interferencia.</li>
	<li>Para un enrejado cuadrado bidimensional, exponer la muestra dos veces con el mismo tiempo de exposición pero direcciones ortogonales; es decir, exponer la muestra y girarla 90 ° para la segunda exposición. Cuando el photoresist se expone a la luz 325 nm, vínculos cruzados y no puede ser disuelto por el desarrollador de SU-8. Nota: El diámetro D de la matriz puede controlarse ajustando el tiempo de exposición.</li>
	<li>Duro, cueza al horno la muestra a 65 ° C y 95 ° C por 2 min evitar agrietamiento de la película.</li>
	<li>Sumerja la muestra entera en developer por 2 min con agitación para disolver la zona no expuesta.</li>
	<li>Sumergir la muestra en alcohol isopropilico durante 1 min enjuagar los residuos y luego secarlo con aire comprimido. Entonces se produce una matriz nanohole.</li>
</ol>3. deposición de película oro y capa de emisor de luz
<ol><li>Coloque la muestra en el portamuestras del sistema de deposición con cinta de doble cara para la deposición de película de Au de la farfulla del magnetrón de la frecuencia de radio.</li>
	<li>De la bomba hacia abajo de la cámara a un 2 x 10-6 Torr presión base utilizando una bomba turbomolecular y luego llenar nuevamente con 6 x 10-3 pureza ultra elevada Torr gas Ar.</li>
	<li>Utilice un blanco de 5 cm de diámetro de 99.9% Au y coloque un obturador entre la muestra y el blanco. Uso de baja potencia (50 W) para reducir la tasa de deposición así como de la rugosidad de la superficie. Con el obturador cerrado, pre-Farfullar objetivo durante 10 minutos quitar la suciedad.</li>
	<li>Abra el obturador para proceso de deposición a temperatura ambiente durante 20 minutos. Un espesor de película de 100 nm se deposita rutinariamente para asegurar que el sistema plasmónica es ópticamente grueso con ninguna transmisión.</li>
	<li>Una vez que la muestra, capa de vuelta la luz que emiten los materiales colorantes orgánicos como quantum puntos sobre la superficie del metal para formar una capa delgada de dieléctricos.<ol>
<li>Para el tinte de styryl 8 usado en la referencia9, disolver 20 μg de styryl 8 y 500 μg de polímero de alcohol polivinílico (PVA) en 5 mL de metanol.</li>
		<li>Dispensar 3-5 gotas (0.2 mL) de solución de colorante sobre la muestra y centrifugar a 600 rpm durante 10 s y 3600 rpm durante 1 min consecutivamente. El espesor se estima que 80 nm. Nota: Polímero soluble o insoluble en agua puede usarse como material de anclaje según el tipo de material emite. Sin embargo, el polímero debe ser no emisivo para que no interfiriera con las medidas de fotoluminiscencia. Polímero de alcohol polivinílico (PVA) se recomienda para disolución de colorantes solubles en agua como la rodamina 6 G y styryl 8.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. reflexividad mediciones para determinar las tasas de decaimiento de la SPP
Nota: La configuración de espectroscopia resueltos de polarización y de ángulo de reflexión se muestra en la figura 2. Consiste en un goniómetro con tres etapas de la rotación para el cambio independientemente de la orientación de la muestra (etapa 1) y ángulo de detección (etapa 2) así como el ángulo azimuthal de la muestra (etapa 3).
<ol><li>Use una banda ancha luz blanca de una lámpara de cuarzo como la fuente de luz. Primero la pareja a un paquete de fibra multimodo y luego lo colimar por un par de lentes del objetivo cara a cara colineales (5 X y 60 X). Ilumina el haz de luz sobre la muestra en diferentes ángulos de incidencia al cambiar la orientación de la muestra. Coloque un par de incidente polarizador y analizador de detección antes y después de la muestra para la medición de la dependiente de la polarización. Nota: Los objetivos de cara a actúan como un sistema de lentes que collimates y se amplía la fuente de luz blanca de la fibra multimoda.</li>
	<li>Utilice una fibra multimodo para recoger el reflejo especular de la muestra, que está conectada a un espectrómetro y un detector CCD para espectroscopia.</li>
	<li>Alinee la configuración cuidadosamente para determinar las fases de rotación de detección y etapa de la orientación de muestra son concéntricos, es decir., sus ejes de rotación son colineales.</li>
	<li>Calibrar la configuración con una película plana de Au. Medir los espectros de reflexión en diferentes ángulos incidentes y compararlos con los espectros de reflexión teórica calculados por las ecuaciones de Fresnel mediante una conocida función dieléctrica de Au. Los dos conjuntos de datos deben ser coherentes con menos del 5% de error.</li>
	<li>Una vez que la instalación esté lista, medir el linealmente polarizados, p o s, espectros de reflexión de la muestra en diferentes ángulos de incidencia. La magnitud del ángulo de incidencia es de 0,5 ° y la resolución de longitud de onda es 0.66 nm. Para recoger los espectros bajo varios ángulos de incidencia, está escrito un programa de control para la automatización, incluyendo el movimiento mecánico, control de obturador, adquisición de datos, Fondo, etcetera. Nota: Este paso se realiza en cómputo. El programa está disponible bajo petición. Por favor envíe un correo electrónico al autor correspondiente para el código fuente si es necesario.</li>
	<li>Contorno de parcela la reflectividad vs ángulo incidente y longitud de onda para obtener la relación de dispersión de la plasmónica sistema para determinación de tasa de identificación y descomposición de modo. Nota: El ángulo azimuthal de la muestra es para ubicar la posición en la zona de Brillouin. Por ejemplo, para la muestra del enrejado de la Plaza, rotar la muestra azimutales para que uno de sus períodos es paralelo al plano incidente y éste define la dirección de Γ-X. Girar la muestra de 45° para definir la dirección de Γ-M.</li>
	<li>Si el incidente polarizado a 45° con respecto al plano incidente y el analizador es de-45 °, medir el trazado ortogonal o cruz-polarizados, reflectividad.</li>
	<li>Extracto de los espectros de reflexión p-polarizado y ortogonales y ajustarlas utilizando CMT9,12,13, como se describe en la discusión para determinar las tasas de decaimiento de SPPs.</li>
</ol>5. fotoluminiscencia mediciones para determinar la relación de potencia de emisión
Nota: La configuración de fotoluminiscencia resuelta ángulo y polarización se muestra en la figura 3.
<ol><li>Reemplace la fuente de luz de banda ancha con iones de argón de 514 nm o láser de HeNe 633 nm. Utiliza un láser de filtro de línea con un ancho medio máximo (FWHM) menos de 5 nm para limpiar el láser espectral y colocar una placa de media onda para controlar el estado de polarización del haz láser. La unidad de detección y el goniómetro permanecen inalterados. Coloque un filtro de muesca antes de la unidad de detección para eliminar la línea de láser, que entierra la luminiscencia. Nota: La longitud de onda del láser depende del tipo de emisión de materiales. Mayor energía del fotón es necesaria para excitar el material con menor longitud de onda de emisión.</li>
	<li>Para medir la relación de potencia de emisión para la ecuación (2) y (3), realizar dos tipos de mediciones: el análisis de detección e incidente. La interacción entre el análisis de incidentes y detección de ayudar en la determinación de <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq10.jpg"> , <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq11.jpg"> , <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq12.jpg"> , y <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq13.jpg"> .</li>
	<li>Para el análisis de incidentes, variar el ángulo de incidencia continuamente pero fijar el ángulo de detección con respecto a la muestra normal. Nota: Este paso se realiza en cómputo. Esta configuración excita selectivamente las SPPs entrantes, que son el ángulo de incidencia dependiente, mientras la variación de la emisión bajo el ángulo de detección solicitadas. En otras palabras, la emisión aumenta cuando el ángulo de incidencia cumple con la fase de correspondencia de ecuación en ecuación (1).<ol>
<li>Contorno de trazar los espectros de fotoluminiscencia contra longitud de onda y del ángulo de incidencia para la asignación de exploración del incidente. Medir las asignaciones para los ángulos de detección diferentes, pero las intensidades relativas se encuentran a la misma. Por lo tanto, la exploración del incidente las puntas de prueba el efecto de las SPPs entrantes en la emisión o simplemente la mejora de la excitación, que nos permite medir <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq10.jpg"> y <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq11.jpg"> .</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para el análisis de detección, fijar el ángulo de incidencia con respecto a la muestra normal pero variar el ángulo de detección. Nota: Este paso se realiza en cómputo.<ol>
<li>Del mismo modo, contorno de los espectros de fotoluminiscencia con longitud de onda y detección de ángulo de la detección scan cartografía de rendimientos de la parcela. Como la emisión de la SPP se presenta de la amortiguación de la radiación de la SPPs, la emisión es fuertemente dependiente del ángulo de detección. Por lo tanto, bajo excitación constante, la emisión aumenta cuando el ángulo de detección cumple con la ecuación (1). Esta configuración de sondas de la mejora de emisión y permite determinar <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq12.jpg"> para diferentes αth orden siempre y cuando tenga dependencia del ángulo de detección bien definidos.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Okamoto, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-plasmon-enhanced+light+emitters+based+on+InGaN+quantum+wells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Surface-plasmon-enhanced light emitters based on InGaN quantum wells.</a> Nature Materials. 3 (9), 601-605 (2004).</li>
<li>Akselrod, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leveraging+Nanocavity+Harmonics+for+Control+of+Optical+Processes+in+2D+Semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Leveraging Nanocavity Harmonics for Control of Optical Processes in 2D Semiconductors.</a> Nano Letters. 15 (5), 3578-3584 (2015).</li>
<li>Gontijo, I., et al. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.60.11564">Coupling of InGaN quantum-well photoluminescence to silver surface plasmons.</a> Physical Review B. 60 (16), 11564(1999).</li>
<li>Huang, K. C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antenna+electrodes+for+controlling+electroluminescence%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Antenna electrodes for controlling electroluminescence.</a> Nature Communications. 3, 1005(2012).</li>
<li>Atwater, H. A., Polman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonics+for+improved+photovoltaic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Plasmonics for improved photovoltaic devices.</a> Nature Materials. 9 (3), 205-213 (2010).</li>
<li>Anker, J. N., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmat2162">Biosensing with plasmonic nanosensors.</a> Nature Materials. 7 (6), 442-453 (2008).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2956391">Excitation enhancement of CdSe quantum dots by single metal nanoparticles.</a> Applied Physics Letters. 93 (5), 053106(2008).</li>
<li>Birowosuto, M. D., Skipetrov, S. E., Vos, W. L., Mosk, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Spatial+Fluctuations+of+the+Local+Density+of+States+in+Random+Photonic+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Observation of Spatial Fluctuations of the Local Density of States in Random Photonic Media.</a> Physical Review Letters. 105 (1), 013904(2010).</li>
<li>Cao, Z. L., Ong, H. C. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4811749">Determination of coupling rate of light emitter to surface plasmon polaritons supported on nanohole array.</a> Applied Physics Letters. 102 (24), 241109(2013).</li>
<li>Lin, M., Cao, Z. L., Ong, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+excitation+rate+of+quantum+dots+mediated+by+momentum-resolved+Bloch-like+surface+plasmon+polaritons%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Determination of the excitation rate of quantum dots mediated by momentum-resolved Bloch-like surface plasmon polaritons.</a> Optics Express. 25 (6), 6029-6103 (2017).</li>
<li>Nikolaev, I. S., Lodahl, P., Driel, A. F. V., Koenderink, A. F., Vos, W. L. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.75.115302">Strongly nonexponential time-resolved fluorescence of quantum-dot ensembles in three-dimensional photonic crystals.</a> Physical Review B. 75 (11), 115302(2007).</li>
<li>Cao, Z. L., Lo, H. Y., Ong, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+absorption+and+radiative+decay+rates+of+surface+plasmon+polaritons+from+nanohole+array%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Determination of absorption and radiative decay rates of surface plasmon polaritons from nanohole array.</a> Optics Letters. 37 (24), 5166-5168 (2012).</li>
<li>Haus, H. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHaus%2C+HA+%22Waves+and+Fields+in+Optoelectronics%22">Waves and Fields in Optoelectronics</a>. , Prentice-Hall. Englewood Cliffs, N.J. (1984).</li>
</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros que compiten.

En este protocolo, hay varios pasos críticos. Estabilidad mecánica, primera es crucial en la preparación de la muestra. La onda generada por la instalación de Lloyd es sensible a la diferencia de fase entre dos vigas de la iluminación. Por lo tanto, las vibraciones durante el tiempo de exposición degradan la uniformidad y la nitidez del borde de la nanohole. Se recomienda operar en un ambiente libre de vibraciones, por ejemplo, una mesa óptica con soportes de aislamiento de vibración. Además, láser de alta poten...

Plasmon superficial mediada por fluorescencia (SPMF) ha recibido mucha atención recientemente1,2,3,4,5,6. Cuando se colocan emisores de luz en las proximidades de un sistema de plasmónica, energía puede transferirse entre los emisores y el plasmón superficial polaritons (SPPs). En general, los campos plasmónica fuertes fuertemente pueden mejorar la excitación de los emisores2. Al mismo tiempo, la tasa de emisión también se incrementa debido a la gran densidad-de-los Estados creados por SPPs, produciendo el conocido efecto de Purcell3. Estos dos procesos trabajan mano en mano en la producción de la SPMF. Como SPMF ha estimulado numerosas aplicaciones en iluminación de estado sólido1,4, recolección de energía5y6de la bio-detección, está actualmente bajo intensa investigación. En particular, el conocimiento de las velocidades de transferencia de energía de las SPPs para los emisores y a la inversa, es decir, la excitación y el acoplamiento de las tasas, es de gran importancia. Sin embargo, los procesos de excitación y emisión generalmente se enredan juntos, aún se carece de estudio sobre este aspecto. Por ejemplo, la mayoría de los estudios sólo determinar el ratio de eficiencia de excitación, que simplemente compara las emisiones con y sin SPPs7. La medida exacta de la tasa de excitación está todavía ausente. Por otra parte, convencional tiempo resuelto habitualmente se utilizan técnicas como espectroscopia de fluorescencia de por vida para el estudio de la dinámica del proceso de emisión, pero no son capaces de separar el tipo de acoplamiento de la tasa de decaimiento total8. Aquí, describimos cómo se puede determinar combinando el modelo de ecuación de velocidad y el modo temporal de juntado teoría9,10. Sorprendentemente, encontramos que la excitación y el acoplamiento de las tasas pueden expresarse en términos de cantidades medibles, que se pueden acceder mediante reflectividad resuelto ángulo y polarización y espectroscopia de fotoluminiscencia. Primero la formulación del esquema y luego describir la instrumentación en detalle. Este enfoque está enteramente basado en el dominio de la frecuencia y no requiere los accesorios tiempo resuelto como láser ultra rápido y tiempo-correlacionada del solo-fotón contadores, que son caros y a veces difícil de aplicar8, 11. anticipamos esta técnica para ser una tecnología que permite determinar la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y cavidades resonantes.
La SPMF en sistemas periódicos se informó aquí. Para un sistema plasmónica periódicos donde se pueden generar como Bloch SPPs, distintos de excitación directa y emisión, que se caracterizan por la excitación eficiencia η y la tasa de emisión espontánea Γr, los emisores pueden ser excitados por SPPs entrantes y decae mediante SPPs salientes. En otras palabras, bajo la excitación de la resonancia, SPPs entrantes se generan para crear fuertes campos plasmónica que energizan los emisores. Una vez que los emisores están emocionados, energía a partir de ellos puede transferirse a SPPs salientes, que posteriormente radiativamente disiparán a campo lejano, dando lugar a emisiones mejoradas. Ellos definen la SPMF. Para simples emisores de dos niveles, la excitación se refiere a la creciente transición de electrones de la tierra a los Estados excitados mientras que la emisión define el decaimiento de los electrones a los Estados de la tierra, acompañados por la emisión del fotón en longitudes de onda definidas por la diferencia de energía entre los Estados excitados y tierra. Las condiciones de excitación y emisión para la SPMF están obligadas a cumplir con la fase conocida coincidencia ecuación para excitar la entrada y salida de SPPs9
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq1.jpg">(1)
donde εuna y εm son las constantes dieléctricas de los dieléctricos y el metal, θ y φ son los ángulos incidentes y azimuthal, P es el período de la matriz, λ es la longitud de onda de excitación o emisión y m y n son enteros especificando el orden de SPPs. Para la excitación, el wavevector de en el plano del haz láser será Bragg dispersado a partido de impulso con las SPPs entrantes y el θ y φ junto definen la configuración especificada del incidente para excitar las SPPs para realzar la absorción electrónica en la la excitación longitud de onda λex. Asimismo, para la emisión, las SPPs salientes será reverso Bragg dispersos para coincidir con la línea de luz y los ángulos representan ahora los canales de emisión posibles en la longitud de onda de emisión λem. Sin embargo, se observa que los emisores pueden acoplar su energía para SPPs multiplicación vectoriales con <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq2.jpg"> que tiene la misma magnitud <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq3.jpg"> pero direcciones distintas, las SPPs pueden decaimiento a través de la varia combinación de (m, n) a la ecuación siguiente de campo lejano (1).
Utilizando el modelo de ecuación de velocidad y teoría temporal modo juntado (CMT), tenemos encontrar la excitación tasa Γex, es decir, la tasa de transferencia de energía de SPPs para emisores, se puede expresar como9,12,13
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq4.jpg">(2)
donde η es la tasa de excitación directa mencionadas en la ausencia de las SPPs entrantes, Γtot es la tasa de decaimiento total de las SPPs entrantes <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq5.jpg"> Γabs y Γrad son la absorción resistiva y tasas de decaimiento radiativo de SPPs, y <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq6.jpg"> es la relación de la potencia de la fotoluminiscencia con y sin las SPPs entrantes. Por otro lado, el acoplador tipo Γc, es decir, la tasa de transferencia de energía de emisores para SPPs, puede escribirse como:
<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq7.jpg">(3)
donde Γr es la tasa de emisión directa, <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq8.jpg"> es la fotoluminiscencia la relación de poder entre el α mediada porth SPP decaimiento y puertos directos y Γradα y Γtot están la tasa de decaimiento radiativo para el puerto deth α y las tasas de decaimiento total. Vamos a ver que mientras que todos los tipos de decaimiento SPP pueden ser medidos por espectroscopia de reflexión, la relación de potencia de emisión puede ser determinada por espectroscopía de fotoluminiscencia. Detalles de las formulaciones pueden encontrarse en la referencia9,10.

<table><tbody><tr><td>SU-8</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 2000.5</td><td></td></tr><tr><td>Solución de adhesión</td><td>MicroChem</td><td>Omnicoat</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 Diluyente (Gamma-Butyrolactone)</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 2000 Diluyente</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 Revelador MicroChem</td><td></td><td>SU-8 Revelador</td><td></td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>Tecnología Chemat</td><td>KW-4A</td><td></td></tr><tr><td>Láser HeCd</td><td>KIMMON KOHA CO., LTd</td><td>IK3552R-G</td><td></td></tr><tr><td>Obturador</td><td>Thorlabs</td><td>SH05</td><td></td></tr><tr><td>Objetivo para la preparación de muestras</td><td>Newport</td><td>U-13X</td><td></td></tr><tr><td>Estenopeico</td><td>Newport</td><td>PNH-50</td><td></td></tr><tr><td>Iris</td><td>Newport</td><td>M-DI47.50</td><td></td></tr><tr><td>Prisma</td><td>Thorlabs</td><td>PS611</td><td></td></tr><tr><td>Etapa de rotación para la preparación de muestras</td><td>Newport</td><td>481-A</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de deposición de apoyo</td> Rotación <td>casera</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etapa 1</td><td>Newport</td><td>URM80ACC</td><td></td></tr><tr><td>Rotación Etapa 2</td><td>Newport</td><td>RV120PP</td><td></td></tr><tr><td>Rotación Etapa 3</td><td>Newport</td><td>SR50PP</td><td></td></tr><tr><td>Brazo de detección Lámpara</td> de cuarzo <td>casera</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Newport</td><td>66884</td><td></td></tr><tr><td>Paquete de fibra</td><td>Newport</td><td>77578</td><td></td></tr><tr><td>Objetivo para medición</td><td>Newport</td><td>M-5X & Polarizador M-60X</td><td></td></tr><tr><td>& Analizador</td><td>Thorlabs</td><td>GT15</td><td></td></tr><tr><td>Fibra multimodo</td><td>Thorlabs</td><td>BFL105LS02</td><td></td></tr><tr><td>Espectrómetro</td><td>Newport</td><td>MS260i</td><td></td></tr><tr><td>CCD</td><td>Andor</td><td>DV420-OE</td><td></td></tr><tr><td>514nm Argon Ion Laser</td><td>Spectra-Physics</td><td>177-G01</td><td></td></tr><tr><td>633nm HeNe Laser</td><td>Newport</td><td>R-32413</td><td></td></tr><tr><td>CdSeTe punto cuántico</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>q21061mp</td><td></td></tr><tr><td>Polímero de alcohol polivinílico (PVA)</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>363073</td><td></td></tr><tr><td>Programa de control</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW</td><td></td></tr></tbody></table>

determinación de la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y plasmón superficial polaritons

Determination of the Excitation and Coupling Rates Between Light Emitters and Surface Plasmon Polaritons

Hemos desarrollado un método único para medir la excitación y el acoplamiento de las tasas entre los emisores de luz y plasmón superficial polaritons (SPPs) derivados de arreglos periódicos metálicos sin involucrar técnicas de tiempo resuelto. Hemos formulado las tarifas por cantidades que se pueden medir con simples mediciones ópticas. La instrumentación basada en reflectividad resuelto ángulo y polarización y espectroscopia de fotoluminiscencia se describirán en detalle aquí. Nuestro enfoque es intrigante debido a su simplicidad, que requiere óptica de rutina y varias etapas mecánicas y por lo tanto es muy accesible a la mayoría de los laboratorios de investigación.

Se da un ejemplo de una matriz periódica de Au en el recuadro de la figura 4a8. La imagen de vista SEM plano muestra que la muestra es una matriz 2D enrejado cuadrado agujero circular con un período de 510 nm, a una profundidad de agujero de 280 nm y un diámetro de agujero de 140 nm. La asignación de reflectividad p-polarizado, tomada a lo largo de la dirección de Γ-X se muestra en la figura 4a. La línea d...

Este protocolo describe la instrumentación para determinar la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y Bloch-como plasmón superficial polaritons derivados de matrices periódicas.

Determinación de la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y plasmón superficial Polaritons

We have developed a unique method to measure the excitation and coupling rates between the light emitters and surface plasmon polaritons (SPPs) arising ...

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en la mejora de la fluorescencia, como la fluorescencia mediada por plasmones de superficie. La principal ventaja de esta técnica es que diferencia los procesos de excitación y desintegración de la fluorescencia mediada por plasmones de superficie completamente en el dominio de la frecuencia. Prepare un sustrato para la matriz periódica.Para este experimento, usa una pieza de vidrio de un centímetro cuadrado. Límpialo en baños ultrasónicos de metanol y acetona durante 10 minutos cada uno. Cuando esté listo, colóquelo en una placa calefactora a 200 grados centígrados durante una hora.Para los pasos de recubrimiento por centrifugación, diluya la fotorresistencia nativa con un diluyente y tenga lista la solución de adhesión. Mueva el sustrato de vidrio a un recubridor giratorio y dispense de tres a cinco gotas de solución de adhesión sobre él. Gire el sustrato a 600 rpm durante 10 segundos, luego a 3, 600 rpm durante un minuto.A continuación, coloque de cinco a siete gotas de fotorresistencia diluida sobre el sustrato. Aplicar una capa de centrifugado del sustrato a 600 rpm durante 10 segundos, luego a 3.600 rpm durante un minuto. C

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Este video muestra imágenes de resonancia de plasmones de superficie localizadas para detectar secreciones de proteínas de una sola célula. Utilizando una configuración microfluídica y un chip de nanoestructura plasmónica unido a péptidos, los cambios en la intensidad de la luz reflejada en el ángulo de resonancia revelan interacciones con las proteínas secretadas de una sola célula.

Imágenes de resonancia de plasmón de superficie localizada para detectar secreciones de proteínas de una sola célula

Se describen métodos para el diseño, fabricación y caracterización experimental de los emisores fotoconductoras plasmónica, que ofrecen dos órdenes de niveles de potencia más altos terahercios magnitud en comparación con los emisores fotoconductoras convencionales.

Diseño, Fabricación y Caracterización Experimental de Plasmónicos Emisores terahercios fotoconductoras

Los nanohilos de plata pueden transportar simultáneamente electrones e información óptica en forma de plasmones de superficie. Aquí se describe un procedimiento para realizar un circuito compartido de este tipo y se evalúan las limitaciones en la propagación de ambos portadores de información.

Evaluación del transporte plasmónico en nanocables de plata portadores de corriente

Se descubrieron dispersiones saturables e inversas saturables en partículas plasmónicas aisladas y se adoptaron como un nuevo método de contraste sin blanqueo en microscopía de superresolución. Aquí se explican en detalle los procedimientos experimentales de detección y extracción de dispersión no lineal, así como cómo mejorar la resolución con la ayuda de la microscopía de excitación saturada.

La medición de la dispersión no linealidades de una nanopartícula Individual plasmónicas

Se realiza la síntesis de nanopartículas de oro uniformes recubiertas con cubiertas semiconductoras de CdS o ZnS. El recubrimiento semiconductor se lleva a cabo depositando primero una capa de sulfuro de plata e intercambiando los cationes de plata por cationes de zinc o cadmio.

Síntesis, caracterización y funcionalización de híbridos Au / CdS y Au / ZnS Core / Shell nanopartículas

Chips fotónicos de silicio tienen la posibilidad de realizar sistemas cuánticos complejos integrados. Se presenta aquí un método para preparar y probar un chip fotónico de silicio para mediciones cuántica.

La medición de interferencia cuántica en una fuente de silicio resonador de anillo de fotones

El objetivo de este protocolo es detallar un enfoque comprobado para la preparación de muestras de nanopartículas plasmónicas y para realizar espectroscopía de partícula única en ellas con microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC).

Realización de espectroscopía en nanopartículas Plasmónicas con microscopía de contraste de interferencia diferencial de tipo Nomarski basado en la transmisión

La estructura de la banda fotónica permite comprender cómo se propagan los modos electromagnéticos confinados dentro de un cristal fotónico. En los cristales fotónicos que incorporan elementos magnéticos, estos modos ópticos confinados y resonantes van acompañados de una actividad magneto-óptica mejorada y modificada. Describimos un procedimiento de medición para extraer la estructura de la banda magneto-óptica mediante la microscopía espacial Fourier.

Caracterización espectral y magneto-óptica resuelta en ángulo de nanoestructuras fotónicas

El presente protocolo describe un enfoque conveniente para integrar la captura óptica y la espectroscopia Raman mejorada en superficie (SERS) para manipular nanopartículas plasmónicas para la detección molecular sensible. Sin agentes agregadores, el láser de captura ensambla nanopartículas plasmónicas para mejorar las señales SERS de los analitos objetivo para mediciones espectroscópicas in situ .

Captura óptica de nanopartículas plasmónicas para caracterizaciones de espectroscopía Raman mejorada en superficie in situ

Este artículo describe cómo se podría aplicar la microscopía de dos fotones sensible a la polarización para caracterizar la organización local dentro de las superestructuras de amiloide sin marcado-esferulitas. También describe cómo preparar y medir la muestra, ensamblar la configuración requerida y analizar los datos para obtener información sobre la organización local de las fibrillas amiloides.

Microscopía de dos fotones sensible a la polarización para una caracterización estructural amiloide sin marcadores

Aprende a medir la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y polaritones de plasmón superficial en arreglos metálicos periódicos mediante espectroscopía de reflectividad y fotoluminiscencia resueltas en ángulo y polarización.

Determinación de la excitación y el acoplamiento entre emisores de luz y plasmón superficial Polaritons

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