Determinazione di eccitazione e tariffe tra emettitori di luce e polaritoni plasmonica di superficie di accoppiamento

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel miglioramento della fluorescenza, come la fluorescenza mediata dal plasmone di superficie. Il vantaggio principale di questa tecnica è che differenzia i processi di eccitazione e decadimento della fluorescenza mediata da plasmoni di superficie interamente nel dominio della frequenza. Preparare un substrato per l'array periodico.

Per questo esperimento, usa un pezzo di vetro di un centimetro quadrato. Pulirlo in bagni ad ultrasuoni di metanolo e acetone per 10 minuti ciascuno. Al termine, posizionalo su una piastra a 200 gradi Celsius per un'ora.

Per le fasi di spin coating, diluire il fotoresist nativo con un diluente e preparare la soluzione di adesione. Spostare il substrato di vetro su una centrifuga ed erogare da tre a cinque gocce di soluzione di adesione su di esso. Centrifugare il substrato a 600 giri/min per 10 secondi, quindi a 3.600 giri/min per un minuto.

Quindi, posiziona da cinque a sette gocce di fotoresist diluito sul substrato. Centrifugare il substrato a 600 giri/min per 10 secondi, quindi a 3.600 giri/min per un minuto. Al termine, spostare il campione rivestito in centrifuga su una piastra riscaldante a 65 gradi Celsius e lasciarlo lì per un minuto.

Quindi, trasferire il campione su una piastra riscaldante a 95 gradi Celsius e lasciarlo per un altro minuto. Dalla piastra riscaldante, prelevare il campione per montarlo su un interferometro dei Lloyd's. La configurazione ha un prisma per un portacampioni, con uno specchio perpendicolare ad esso.

Utilizzare una goccia di olio corrispondente all'indice di rifrazione sul campione per fissarlo al prisma. Posizionare il campione il più vicino possibile allo specchio. Esporre l'esempio in questo orientamento iniziale.

Quindi, per creare un reticolo quadrato bidimensionale, ruotare il campione di 90 gradi sul prisma. Utilizzare lo stesso tempo di esposizione per una seconda esposizione. Rimettere il campione sulla piastra riscaldante a 65 gradi Celsius per due minuti.

Quindi, posizionalo sulla piastra a 95 gradi Celsius per due minuti. Quindi, immergere il campione nello sviluppatore per due minuti agitando continuamente. Recuperare il campione e immergerlo in alcol isopropilico per un minuto, per sciacquare i residui.

Lavora con un sistema di deposizione sputtering RF per applicare una pellicola d'oro a 100 nanometri sul campione. Una volta che il campione è pronto, portarlo insieme a un preparato di colorante styryl 8 a una centrifuga. Erogare 0,2 millilitri, o da tre a cinque gocce, della soluzione sul campione.

Spin coat questo per produrre uno spessore di circa 80 nanometri. Per le misure di riflettività, utilizzare un goniometro. Questo sistema utilizza la luce bianca a banda larga di una lampada al quarzo.

Un fascio di fibre multimodali trasmette la luce alle lenti dell'obiettivo faccia a faccia per la collimazione. Un polarizzatore e un otturatore sono i prossimi nel percorso. La luce illumina un campione su un tavolino di campionamento con tre stadi di rotazione indipendenti.

Un analizzatore di rilevamento si trova dopo la fase di campionamento. Un'altra fibra multimodale raccoglie la riflessione speculare dal campione, per trasmetterla a uno spettrometro e a una telecamera CCD. Dopo aver allineato e calibrato il set-up, impostare un sistema automatizzato per la raccolta dei dati.

Utilizza l'automazione per passare attraverso diversi angoli di incidenza e raccogliere gli spettri di riflessione. Per queste misurazioni, la dimensione del passo dell'angolo di incidenza è di 0,5 gradi. La risoluzione della lunghezza d'onda è di 0,66 nanometri.

Per misurare la riflettività ortogonale, modificare l'impostazione. Impostare il polarizzatore incidente a 45 gradi rispetto al piano incidente. Impostare l'analizzatore su un valore negativo di 45 gradi rispetto al piano incidente.

Procedere con un'altra misurazione automatizzata. Le misure di fotoluminescenza richiedono un'altra modifica alla configurazione. Sostituisci la sorgente luminosa a banda larga con un laser al neon ad elio da 633 nanometri.

Posizionare un filtro a linea laser prima del polarizzatore. Inoltre, posiziona una piastra a semionda dopo l'otturatore. Completare la configurazione sostituendo un filtro notch per l'analizzatore prima dello spettrometro.

Esegui scansioni automatizzate degli incidenti fissando l'angolo di rilevamento e variando l'angolo di incidenza rispetto alla normale del campione. I polaritoni plasmonici di superficie dipendono dall'angolo di incidenza e sono eccitati selettivamente. Successivamente, eseguire una scansione di rilevamento fissando l'angolo di incidenza rispetto alla normale del campione e variando l'angolo di rilevamento.

Questa è la mappatura della riflettività polarizzata P presa lungo la direzione gamma X dell'array d'oro nel riquadro. La linea tratteggiata viene calcolata utilizzando l'equazione di corrispondenza di fase e implica che M è uguale a uno negativo e N è uguale a zero i polaritoni del plasma superficiale sono eccitati. Questa mappa di riflettività proviene da quando il polarizzatore e l'analizzatore si trovano in posizioni ortogonali.

Lo sfondo è ora zero, come indicato dal blu della mappa dei colori. I profili di riflettività hanno picchi in verde, invece di avvallamenti, poiché dopo aver rimosso lo sfondo rimangono solo i polaritoni del plasma superficiale. Questa è la mappatura della riflettività polarizzata P e la mappatura della riflettività ortogonale lungo la gamma X per cadmio, selenio, tellururo, polimero PVA drogato con punti quantici, rivestiti di spin sull'array.

Inoltre, qui sono riportati i dati per le misure di fotoluminescenza dell'angolo di incidenza e di rilevamento. I dati possono essere utilizzati per determinare i tassi di eccitazione e di accoppiamento tra gli emettitori di luce e le cavità residenti. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sull'aumento della fluorescenza da array periodici, può essere applicato anche ad altri sistemi, come metamateriali e cristalli fotonici.

Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in tre ore, se eseguita correttamente. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordarsi di controllare l'allineamento della configurazione dell'array, la polarizzazione e gli angoli della spettrografia di riflettività. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della fotoluminescenza per esplorare la fluorescenza potenziata dal plasma superficiale nel campo del miglioramento delle resine.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come determinare l'eccitazione e la velocità di accoppiamento tra gli emettitori di luce e i polaritoni di plasma superficiale derivanti da array periodici.