Wyznaczanie współczynników wzbudzenia i sprzężenia między emiterami światła a polarytonami plazmonów powierzchniowych

Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące wzmacniania fluorescencji, takie jak fluorescencja za pośrednictwem plazmonów powierzchniowych. Główną zaletą tej techniki jest to, że różnicuje ona procesy wzbudzenia i rozpadu fluorescencji powierzchniowej za pośrednictwem plazmonów całkowicie w dziedzinie częstotliwości. Przygotuj podłoże dla układu okresowego.

Do tego eksperymentu użyj kawałka szkła o grubości jednego centymetra kwadratowego. Wyczyść go w kąpielach ultradźwiękowych z metanolu i acetonu przez 10 minut każda. Po zakończeniu umieść go na płycie grzejnej o temperaturze 200 stopni Celsjusza na godzinę.

W przypadku etapów powlekania wirowego rozcieńczyć natywny fotorezystor rozcieńczalnikiem i przygotować roztwór adhezyjny. Przenieś szklane podłoże do powlekarki wirowej i nałóż na nie od trzech do pięciu kropli roztworu adhezyjnego. Wiruj podłoże z prędkością 600 obr./min przez 10 sekund, a następnie 3 600 obr./min przez jedną minutę.

Następnie umieść pięć do siedmiu kropli rozcieńczonego fotorezystu na podłożu. Wiruj podłoże z prędkością 600 obr./min przez 10 sekund, a następnie 3 600 obr./min przez jedną minutę. Po zakończeniu przenieś próbkę pokrytą wirem na płytę grzejną o temperaturze 65 stopni Celsjusza i pozostaw ją tam na minutę.

Następnie przenieś próbkę na płytę grzejną o temperaturze 95 stopni Celsjusza i pozostaw ją na kolejną minutę. Z płyty grzejnej pobrać próbkę i zamontować ją na interferometrze Lloyd's. Zestaw posiada pryzmat na uchwyt na próbkę, z prostopadłym do niego lustrem.

Użyj kropli oleju pasującego do współczynnika załamania światła na próbce, aby przymocować ją do pryzmatu. Umieścić próbkę jak najbliżej lustra. Wystawić próbkę w tej początkowej orientacji.

Następnie, aby utworzyć dwuwymiarową kwadratową siatkę, obróć próbkę o 90 stopni na pryzmacie. Użyj tego samego czasu naświetlania dla drugiej ekspozycji. Umieść próbkę z powrotem na płycie grzejnej o temperaturze 65 stopni Celsjusza na dwie minuty.

Następnie umieść go na płycie grzejnej o temperaturze 95 stopni Celsjusza na dwie minuty. Następnie zanurz próbkę w wywoływaczu na dwie minuty z ciągłym mieszaniem. Pobrać próbkę i zanurzyć ją w alkoholu izopropylowym na jedną minutę w celu spłukania pozostałości.

Pracuj z systemem napylania RF, aby nałożyć na próbkę złotą warstwę o długości 100 nanometrów. Gdy próbka jest gotowa, zabierz ją wraz z preparatem styrylu 8 do powlekarki wirowej. Dozuj 0,2 mililitra lub trzy do pięciu kropli roztworu na próbkę.

Obróć to, aby uzyskać grubość około 80 nanometrów. Do pomiarów współczynnika odbicia należy użyć goniometru. System ten wykorzystuje szerokopasmowe białe światło z lampy kwarcowej.

Wielomodowy wiązka światłowodów przekazuje światło do soczewek obiektywowych twarzą w twarz w celu kolimacji. Polaryzator i migawka są następne na ścieżce. Światło oświetla próbkę na stoliku z trzema niezależnymi stopniami obrotu.

Analizator detekcji znajduje się za etapem próbki. Inne światłowód wielomodowy zbiera odbicie zwierciadlane od próbki, aby przesłać je do spektrometru i kamery CCD. Po wyrównaniu i skalibrowaniu konfiguracji skonfiguruj zautomatyzowany system do zbierania danych.

Użyj automatyzacji, aby przejść przez różne kąty padania i zebrać widma odbicia. W przypadku tych pomiarów wielkość kroku kąta padania wynosi 0,5 stopnia. Rozdzielczość długości fali wynosi 0,66 nanometra.

Aby zmierzyć ortogonalny współczynnik odbicia, zmień ustawienie. Ustaw polaryzator padający na 45 stopni w stosunku do płaszczyzny padającej. Ustaw analizator na minus 45 stopni w stosunku do płaszczyzny padania.

Kontynuuj kolejny automatyczny pomiar. Pomiary fotoluminescencji wymagają kolejnej zmiany w konfiguracji. Zastąp szerokopasmowe źródło światła laserem helowo-neonowym o długości fali 633 nm.

Umieść laserowy filtr liniowy przed polaryzatorem. Umieść również płytkę półfalową za migawką. Zakończ konfigurację, zastępując filtr wycinający analizatora przed spektrometrem.

Przeprowadzaj zautomatyzowane skanowanie incydentów, ustalając kąt wykrywania i zmieniając kąt padania w stosunku do normalnej próbki. Powierzchniowe polarytony plazmonowe są zależne od kąta padania i są selektywnie wzbudzane. Następnie przeprowadź skanowanie detekcyjne, ustalając kąt padania w stosunku do normalnej próbki i zmieniając kąt wykrywania.

Jest to odwzorowanie współczynnika odbicia spolaryzowanego w kształcie litery P wykonane wzdłuż kierunku gamma X złotej matrycy we wstawce. Linia przerywana jest obliczana przy użyciu równania dopasowania fazowego i oznacza, że M jest równe ujemnemu, a N równa się zeru, polarytony plazmy powierzchniowej są wzbudzone. Ta mapa odbicia pochodzi z momentu, gdy polaryzator i analizator znajdują się w pozycjach ortogonalnych.

Tło ma teraz wartość zero, na co wskazuje kolor niebieski na kolorowej mapie. Profile odbicia mają piki w kolorze zielonym, a nie spadki, ponieważ po usunięciu tła pozostają tylko polarytony plazmy powierzchniowej. Jest to mapowanie współczynnika odbicia spolaryzowanego P i ortogonalne mapowanie współczynnika odbicia wzdłuż gamma X dla kadmu, selenu, tellurku, polimeru PVA domieszkowanego kropkami kwantowymi, pokrytego spinowo na matrycy.

Ponadto znajdują się tutaj dane do pomiarów fotoluminescencji padania i kąta detekcji. Dane można wykorzystać do określenia szybkości wzbudzenia i sprzężenia między emiterami światła a jamami mieszkalnymi. Chociaż metoda ta może dostarczyć informacji na temat wzmacniania fluorescencji z układów okresowych, można ją również zastosować do innych systemów, takich jak metamateriały i kryształy fotoniczne.

Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu trzech godzin, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać o sprawdzeniu wyrównania układu matrycy oraz polaryzacji i kątów spektrografii odbicia. Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się fotoluminescencją do badania fluorescencji wzmocnionej plazmą powierzchniową w dziedzinie wzmacniania żywic

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak określić wzbudzenie i szybkość sprzężenia między emiterami światła a polarytonami plazmy powierzchniowej powstającymi w układach okresowych.