Bepaling van de excitatie en koppeling tussen licht vervuilers en oppervlakte Plasmon Polaritons

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in fluorescentieverbetering, zoals oppervlakteplasmon-gemedieerde fluorescentie. Het grote voordeel van deze techniek is dat het de excitatie- en vervalprocessen van oppervlakteplasmon-gemedieerde fluorescentie volledig differentieert in frequentiedomein. Bereid een substraat voor voor de periodieke array.

Gebruik voor dit experiment een stuk glas van een vierkante centimeter. Reinig het in ultrasone baden van methanol en aceton gedurende 10 minuten elk. Wanneer dit klaar is, plaats het gedurende een uur op een hotplate van 200 graden Celsius.

Voor de spin coating stappen, verdun native fotoresist met een verdunner en houd een adhesieve oplossing klaar. Verplaats het glazen substraat naar een spin coater en verdeel drie tot vijf druppels adhesieve oplossing erop. Draai het substraat 10 seconden op 600 tpm, en vervolgens een minuut op 3.600 tpm.

Plaats vervolgens vijf tot zeven druppels verdunde fotoresist op het substraat. Spincoat het substraat 10 seconden op 600 tpm en vervolgens een minuut op 3.600 tpm. Wanneer dit klaar is, verplaats het spin-gecoate monster naar een hotplate van 65 graden Celsius en laat het daar een minuut staan.

Breng vervolgens het monster over naar een hotplate van 95 graden Celsius en laat het daar nog een minuut staan. Neem het monster van de hotplate om het op een Lloyd's interferometer te monteren. De opstelling heeft een prisma als monsterhouder, met een spiegel er loodrecht op.

Gebruik een druppel brekingsindex matchende olie op het monster om het aan het prisma te bevestigen. Plaats het monster zo dicht mogelijk bij de spiegel. Blootstel het monster in deze initiële oriëntatie.

Draai vervolgens het monster 90 graden op het prisma om een tweede tweedimensionale vierkante matrix te maken. Gebruik dezelfde belichtingstijd voor een tweede blootstelling. Breng het monster terug naar de hotplate van 65 graden Celsius voor twee minuten.

Plaats het vervolgens gedurende twee minuten op de hotplate van 95 graden Celsius. Dompel het monster vervolgens twee minuten in ontwikkelaar met continue agitering. Haal het monster eruit en dompel het een minuut in isopropylalcohol om restanten te spoelen.

Gebruik een RF sputtering-afzettingssysteem om een 100 nanometer goudlaagje op het monster aan te brengen. Zodra het monster klaar is, neem het en een styryl 8 kleurstofvoorbereiding mee naar een spin coater. Verdeel 0,2 milliliter, of drie tot vijf druppels, van de oplossing over het monster.

Spincoat dit om een dikte van ongeveer 80 nanometer te produceren. Gebruik voor de reflectiviteitsmetingen een goniometer. Dit systeem maakt gebruik van breedbandig wit licht van een kwartslamp.

Een multi-mode glasvezelbundel brengt het licht naar face-to-face objectieven voor collimatie. Een polarisator en sluiter zijn volgende in de baan. Het licht verlicht een monster op een monsterstandaard met drie onafhankelijke rotatiefasen.

Een detectie-analyzer bevindt zich na de monsterstandaard. Een andere multi-mode glasvezel verzamelt de speculaire reflectie van het monster om het door te geven aan een spectrometer en CCD-camera. Na het uitlijnen en kalibreren van de opstelling, stel een geautomatiseerd systeem in om gegevens te verzamelen.

Gebruik de automatisering om door verschillende invalshoekpunten te stappen en de reflectiespectra te verzamelen. Voor deze metingen is de stapgrootte van de invalshoek 0,5 graden. De golflengte resolutie is 0,66 nanometer.

Om de orthogonale reflectiviteit te meten, wijzig de opstelling. Stel de invallende polarisator in op 45 graden ten opzichte van het incidente vlak. Stel de analyzer in op min 45 graden ten opzichte van het incidente vlak.

Ga verder met een andere geautomatiseerde meting. Fotoluminescentiemetingen vereisen een andere wijziging in de opstelling. Vervang de breedbandlichtbron door een 633 nanometer heliumneonlaser.

Plaats een laserlijnfilter voor de polarisator. Plaats ook een halfgolfplaat na de sluiter. Voltooi de opstelling door een notchfilter te vervangen door de analyzer voor de spectrometer.

Voer geautomatiseerde invalshoekscans uit door de detectiehoek vast te stellen en de invalshoek ten opzichte van de monstersnorm te variëren. De oppervlakteplasmon polaritonen zijn afhankelijk van de invalshoek en worden selectief opgewonden. Voer vervolgens een detectiescan uit door de invalshoek ten opzichte van de monstersnorm vast te stellen en de detectiehoek te variëren.

Dit is de P-gepolariseerde reflectiviteitsmapping die langs de gamma X richting van de gouden array in de inzet is genomen. De stippellijn wordt berekend met behulp van de faseaanpassingsvergelijking en impliceert dat de M gelijk is aan min één en N gelijk is aan nul oppervlakteplasma polaritonen worden opgewonden. Deze reflectiviteitsmap is van toen de polarisator en analyser op orthogonale posities stonden.

De achtergrond is nu nul, zoals aangegeven door het blauw van de kleurenkaart. De reflectiviteitsprofielen hebben pieken in groen, in plaats van dalen, omdat alleen de oppervlakteplasma polaritonen overblijven na het verwijderen van de achtergrond. Dit is de P-gepolariseerde reflectiviteitsmapping en de orthogonale reflectiviteitsmapping langs de gamma X voor cadmium, seleen, telluride, kwantumstip gedopte PVA-polymeer, spin-gecoat op de array.

Bovendien zijn hier gegevens voor de invalshoek en detectiehoek fotoluminescentiemetingen. De gegevens kunnen worden gebruikt om de excitatie- en koppelingssnelheden tussen lichtemitterende en residente holtes te bepalen. Hoewel deze methode inzicht kan geven in fluorescentieverbetering van periodieke arrays, kan deze ook worden toegepast op andere systemen, zoals metamaterialen en fotonische kristallen.

Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in drie uur worden uitgevoerd, als het goed wordt uitgevoerd. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de uitlijning van de array-opstelling en de polarisatie en hoeken van de reflectiviteitsspectrografie te controleren. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg gebaand voor onderzoekers op het gebied van fotoluminescentie om oppervlakteplasma-verbeterde fluorescentie in het veld van harsverbetering te onderzoeken.