Determinação de excitação e taxas entre emissores de luz e Polaritons de Plasmon de superfície de acoplamento

Este método pode ajudar a responder a questões-chave no aprimoramento da fluorescência, como fluorescência mediada por plasmon de superfície. A principal vantagem desta técnica é que ela diferencia os processos de excitação e decaimento da fluorescência mediada por plasmon de superfície inteiramente no domínio da frequência. Prepare um substrato para a matriz periódica.

Para este experimento, use um pedaço de vidro de um centímetro quadrado. Limpe-o em banhos ultrassônicos de metanol e acetona por 10 minutos cada. Quando terminar, coloque-o em uma placa de aquecimento de 200 graus Celsius por uma hora.

Para as etapas de revestimento giratório, dilua o fotorresistente nativo com um diluente e tenha a solução de adesão pronta. Mova o substrato de vidro para um revestidor giratório e dispense de três a cinco gotas de solução de adesão sobre ele. Gire o substrato a 600 rpm por 10 segundos, depois 3.600 rpm por um minuto.

Em seguida, coloque cinco a sete gotas de fotorresistente diluído no substrato. Gire o substrato a 600 rpm por 10 segundos, depois 3.600 rpm por um minuto. Quando terminar, mova a amostra revestida por rotação para uma placa de aquecimento de 65 graus Celsius e deixe-a lá por um minuto.

Em seguida, transfira a amostra para uma placa de aquecimento a 95 graus Celsius e deixe-a por mais um minuto. Da placa de aquecimento, pegue a amostra para montar em um interferômetro Lloyd's. A configuração possui um prisma para um porta-amostras, com um espelho perpendicular a ele.

Use uma gota de óleo correspondente ao índice de refração na amostra para prendê-la ao prisma. Posicione a amostra o mais próximo possível do espelho. Exponha o exemplo nesta orientação inicial.

Em seguida, para criar uma rede quadrada bidimensional, gire a amostra 90 graus no prisma. Use o mesmo tempo de exposição para uma segunda exposição. Retorne a amostra para a placa de aquecimento de 65 graus Celsius por dois minutos.

Em seguida, coloque-o na placa de aquecimento de 95 graus Celsius por dois minutos. Em seguida, mergulhe a amostra no revelador por dois minutos com agitação contínua. Retirar a amostra e mergulhá-la em álcool isopropílico durante um minuto, para enxaguar os resíduos.

Trabalhe com um sistema de deposição por pulverização catódica de RF para colocar um filme de ouro de 100 nanômetros na amostra. Quando a amostra estiver pronta, leve-a e uma preparação de corante de estiril 8 para um revestidor de rotação. Dispense 0,2 mililitros, ou três a cinco gotas, da solução na amostra.

Gire a camada para produzir uma espessura de cerca de 80 nanômetros. Para as medições de refletividade, use um goniômetro. Este sistema usa luz branca de banda larga de uma lâmpada de quartzo.

Um feixe de fibra multimodo transmite a luz para lentes objetivas face a face para colimação. Um polarizador e um obturador são os próximos no caminho. A luz ilumina uma amostra em um estágio de amostra com três estágios de rotação independentes.

Um analisador de detecção está após o estágio de amostra. Outra fibra multimodo coleta a reflexão especular da amostra, para transmiti-la a um espectrômetro e câmera CCD. Depois de alinhar e calibrar a configuração, configure um sistema automatizado para coletar dados.

Use a automação para percorrer diferentes ângulos de incidência e coletar os espectros de reflexão. Para essas medições, o tamanho do passo do ângulo de incidência é de 0,5 graus. A resolução do comprimento de onda é de 0,66 nanômetros.

Para medir a refletividade ortogonal, altere a configuração. Defina o polarizador de incidentes para 45 graus em relação ao plano de incidentes. Defina o analisador para 45 graus negativos em relação ao plano de incidente.

Prossiga com outra medição automatizada. As medições de fotoluminescência requerem outra alteração na configuração. Substitua a fonte de luz de banda larga por um laser de néon de hélio de 633 nanômetros.

Coloque um filtro de linha de laser antes do polarizador. Além disso, coloque uma placa de meia onda após o obturador. Complete a configuração substituindo o analisador por um filtro de entalhe antes do espectrômetro.

Realize varreduras de incidentes automatizadas fixando o ângulo de detecção e variando o ângulo de incidência em relação ao normal da amostra. Os polaritons plasmônicos de superfície dependem do ângulo incidente e são seletivamente excitados. Em seguida, realize uma varredura de detecção fixando o ângulo de incidência em relação ao normal da amostra e variando o ângulo de detecção.

Este é o mapeamento de refletividade polarizada P feito ao longo da direção gama X da matriz de ouro na inserção. A linha tracejada é calculada usando a equação de correspondência de fase e implica que M é igual a menos um e N é igual a zero polaritons de plasma de superfície são excitados. Este mapa de refletividade é de quando o polarizador e o analisador estão em posições ortogonais.

O plano de fundo agora é zero, conforme indicado pelo azul do mapa de cores. Os perfis de refletividade têm picos em verde, em vez de quedas, pois apenas os polaritons de plasma da superfície permanecem após a remoção do fundo. Este é o mapeamento de refletividade polarizada P e o mapeamento de refletividade ortogonal ao longo do gama X para polímero PVA dopado com cádmio, selênio, telureto, ponto quântico, revestido por spin na matriz.

Além disso, aqui estão os dados para as medições de fotoluminescência do ângulo de incidente e detecção. Os dados podem ser usados para determinar as taxas de excitação e acoplamento entre emissores de luz e cavidades residentes. Embora esse método possa fornecer informações sobre o aprimoramento da fluorescência a partir de matrizes periódicas, ele também pode ser aplicado a outros sistemas, como metamateriais e cristais fotônicos.

Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em três horas, se for executada corretamente. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de verificar o alinhamento da configuração da matriz e a polarização e os ângulos da espectrografia de refletividade. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo de fotoluminescências explorarem a fluorescência aprimorada por plasma de superfície no campo do aprimoramento de resinas.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como determinar a excitação e a taxa de acoplamento entre os emissores de luz e os polaritons de plasma de superfície decorrentes de matrizes periódicas.