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

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. Cuando termine, mueva la muestra recubierta de centrifugación a una placa calefactora a 65 grados centígrados y déjela allí durante un minuto.

Luego, transfiera la muestra a una placa calefactora a 95 grados centígrados y déjela por un minuto más. De la placa calefactora, tome la muestra para montarla en un interferómetro de Lloyd's. La configuración tiene un prisma para un portamuestras, con un espejo perpendicular a él.

Utilice una gota de aceite que coincida con el índice de refracción en la muestra para adherirla al prisma. Coloque la muestra lo más cerca posible del espejo. Exponga la muestra en esta orientación inicial.

A continuación, para crear una red cuadrada bidimensional, gire la muestra 90 grados en el prisma. Utilice el mismo tiempo de exposición para una segunda exposición. Regrese la muestra a la placa calefactora a 65 grados centígrados durante dos minutos.

Luego, colóquelo en la placa calefactora a 95 grados centígrados durante dos minutos. A continuación, sumerja la muestra en revelador durante dos minutos con agitación continua. Recupere la muestra y sumérjala en alcohol isopropílico durante un minuto, para enjuagar los residuos.

Trabaje con un sistema de deposición catódica de RF para colocar una película de oro de 100 nanómetros en la muestra. Una vez que la muestra esté lista, llévela junto con una preparación de tinte de estililo 8 a un recubridor giratorio. Dispense 0,2 mililitros, o de tres a cinco gotas, de la solución sobre la muestra.

Aplica una capa giratoria para producir un grosor de unos 80 nanómetros. Para las mediciones de reflectividad, utilice un goniómetro. Este sistema utiliza la luz blanca de banda ancha de una lámpara de cuarzo.

Un haz de fibras multimodo transmite la luz a las lentes del objetivo cara a cara para la colimación. Un polarizador y un obturador son los siguientes en el camino. La luz ilumina una muestra en una etapa de muestra con tres etapas de rotación independientes.

Un analizador de detección se encuentra después de la etapa de muestreo. Otra fibra multimodo recoge la reflexión especular de la muestra, para transmitirla a un espectrómetro y a una cámara CCD. Después de alinear y calibrar la configuración, configure un sistema automatizado para recopilar datos.

Utilice la automatización para recorrer diferentes ángulos de incidencia y recopilar los espectros de reflexión. Para estas mediciones, el tamaño del paso del ángulo incidente es de 0,5 grados. La resolución de la longitud de onda es de 0,66 nanómetros.

Para medir la reflectividad ortogonal, modifique la configuración. Ajuste el polarizador incidente a 45 grados con respecto al plano incidente. Ajuste el analizador a menos 45 grados con respecto al plano incidente.

Proceda con otra medición automatizada. Las mediciones de fotoluminiscencia requieren otro cambio en la configuración. Reemplace la fuente de luz de banda ancha con un láser de neón de helio de 633 nanómetros.

Coloque un filtro de línea láser antes del polarizador. Además, coloque una placa de media onda después del obturador. Complete la configuración sustituyendo el analizador por un filtro de muesca antes que el espectrómetro.

Realice escaneos de incidentes automatizados fijando el ángulo de detección y variando el ángulo de incidencia con respecto a la normal de la muestra. Los polaritones del plasmón de superficie dependen del ángulo incidente y se excitan selectivamente. A continuación, realice un escaneo de detección fijando el ángulo de incidencia con respecto a la normal de la muestra y variando el ángulo de detección.

Este es el mapeo de reflectividad polarizado P tomado a lo largo de la dirección gamma X de la matriz de oro en el recuadro. La línea discontinua se calcula utilizando la ecuación de coincidencia de fase, e implica que M es igual a menos uno y N es igual a cero Los polaritones de plasma de superficie están excitados. Este mapa de reflectividad es de cuando el polarizador y el analizador están en posiciones ortogonales.

El fondo ahora es cero, como lo indica el azul del mapa de color. Los perfiles de reflectividad tienen picos en verde, en lugar de caídas, ya que solo quedan los polaritones de plasma de la superficie después de eliminar el fondo. Este es el mapeo de reflectividad polarizado P y el mapeo de reflectividad ortogonal a lo largo de gamma X para cadmio, selenio, teluro, polímero PVA dopado con puntos cuánticos, recubierto de espín en la matriz.

Además, aquí se muestran los datos para las mediciones de fotoluminiscencia del ángulo de incidencia y de detección. Los datos se pueden utilizar para determinar las tasas de excitación y acoplamiento entre los emisores de luz y las cavidades residentes. Aunque este método puede proporcionar información sobre la mejora de la fluorescencia a partir de matrices periódicas, también se puede aplicar a otros sistemas, como los metamateriales y los cristales fotónicos.

Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en tres horas, si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar comprobar la alineación de la configuración del conjunto y la polarización y los ángulos de la espectrografía de reflectividad. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de las fotoluminiscencias exploraran la fluorescencia mejorada con plasma superficial en el campo de la mejora de resinas.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo determinar la excitación y la tasa de acoplamiento entre los emisores de luz y los polaritones de plasma de superficie que surgen de las matrices periódicas.