Name: Uyarma ve oranları arasında ışık Emitters ve yüzey Plasmon Polaritons kaplin belirlenmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-21T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 39 s
Description: Öğrenin, yüzey plazmon polaritonları ile ışık yayıcılar arasındaki uyarma ve kuplaj oranlarını frekans bölgesinde basit optik ölçümlerle belirlemeyi. Bu yöntem, floresans artırma çalışmalarında karmaşık zaman çözümlü teknikler olmadan uygulanabilir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma yoluyla doğrudan hibe 4053077 ve 4441179, RGC rekabet ayrılan araştırma hibe, 402812 ve 14304314, Hong Kong Çin Üniversitesi tarafından desteklenen ve alan, mükemmellik AoE/P-02/12.

1. Kur girişim litografi
Not: Girişim litografi periyodik diziler12imal için kullanılır. Şematik yapısı Şekil 1' de gösterildiği gibi aşağıdaki gibi oluşturulmuştur:
<ol><li>A 13 X UV objektif lens ve 50 mikron iğne deliği içinden mekansal filtre temizleme modu için temel geçmek için HeCd düzenlediği lazer 325 nm lazer odak.</li>
	<li>Daha da ıraksak ışık orta bölgesinde filtre iki 2.5 cm çap süsen 30 cm arayla yerleştirin. Sonra ikinci gözü ışın çapı 2.5 cm eşittir ve çok yavaş ikinci gözü 1 m mesafede &lt; 3 cm mesafe ile artar. Işığı neredeyse collimated kabul edilir. Not: İkinci Iris çıktısı çıplak gözle tarafından işaretlendiğinde tek tip olmalıdır.</li>
	<li>Bir Lloyd'un ayna Girişmölçeri için collimated ışını yönlendirmek. Lloyd's kurulum bir prizma tabanlı örnek sahibi ve bir 5,04 cm ayna konumlandırılmış dik içerir. Doğrudan ve yansıyan aydınlatmaları birlikte desenlendirme için örnek yüzeyi boyunca istikrarlı bir duran dalga oluşturun. Prizma Antireflect bir aygıtı olarak davranır. Not: Duran dalga süre P olarak yazılmış olabilir: <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq9.jpg"> , burada λ = 325 nm ve α bu olay açı ile ilgili örnek normal, Şekil 1' de gösterildiği gibi. Lloyd's kurulum döndürerek olay açısı ayarlanabilir.</li>
</ol>2. periyodik dizi hazırlık
Not: Örnek üretici tarafından önerilen standart prosedür altında hazır. Tüm yordamları oda sıcaklığında gerçekleştirilir.
<ol><li>1 cm2 cam alt katman kullanın. Metanol ve 10 min her bir ultrasonik banyo için aseton ile cam temizlemek ve sonra bu kiri çıkarmak 1 h için 200 ° c sıcak tabakta öncesi fırında.</li>
	<li>Spin-kat 5 nm kalın adezyon tabaka ile cam alt katman ve bir 100 nm kalın negatif SU-8 fotorezist bir iki hızlı spin-coater ile.<ol>
<li>Böylece kalınlığı 100 yakın kontrol edilebilir bir oranı 1:5 (v/v) Gamma-butirolakton ile SU-8 fotorezist seyreltik nm spin-kaplama sonra.</li>
		<li>3-5 damla (0.2 mL) yapışma çözüm cam alt katman ve spin için 10 s 600 rpm ve 3600 rpm için 1 dk, arka arkaya dağıtmak.</li>
		<li>2.2.2 5-7 (0.3 mL) damla ile seyreltilmiş SU-8 adım 2.2.1 aynı hızda arasındaki adımları yineleyin. Not: fotorezist geliştirme sırasında soyulmak değil böylece yapışma katman cam alt katman ve fotorezist arasındaki yapışma geliştirir. SU-8 katman kalınlığı konsantrasyonu ve spin-coater hızını tarafından kontrol edilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Örnek 1 dk 65 ° C ve 95 ° C Ocak üzerinde ppost. Fırınlar burada tavsiye edilmez.</li>
	<li>Örnek Girişmölçeri prizma aktarın. Kırılma indisi petrol eşleşen bir damla ekleyin (n = 1,45) örnek prizma üzerinde eklemek için. Ayna gibi mümkün olduğunca yakın yerleştirin. Not: Örnek petrol yüzey gerilimi nedeniyle prizma yüzeyinde eklenir. Kırılma indisi petrol prizma ve cam yüzey arka yansıma girişim ortadan kaldırmak için aynı olacak şekilde seçilir.</li>
	<li>İki boyutlu bir kare kafes için örnekle iki kez aynı çekim hızı ama dik yönde ortaya çıkarmak; diğer bir deyişle, örneği ortaya çıkarmak ve sonra tarafından saniye pozlama için 90 ° döndürün. Fotorezist 325 nm ışığa maruz kaldığında bu Glossar ve SU-8 geliştirici tarafından çözüldü. Not: Dizinin çapı D çekim hızı ayarlayarak denetlenebilir.</li>
	<li>Sert örnek 65 ° C ve 95 ° C için film çatlama önlemek 2 dk pişirin.</li>
	<li>Tüm örnek geliştirici sürekli ajitasyon ile 2 min için buluşuyor alan çözülmeye bırakın.</li>
	<li>İzopropil alkol kalanlar durulayın ve basınçlı hava ile kuru için 1 dakika için örnekte bırakın. Nanohole dizi sonra elde edilir.</li>
</ol>3. altın Film biriktirme ve ışık yayıcı kaplama
<ol><li>Örnek SAÇTIRMA biriktirme sistemi Au film biriktirme için çift taraflı bant ile radyo frekans magnetron örnek sahibi iliştirin.</li>
	<li>Turbomoleküler pompa kullanarak bir 2 x 10-6 Torr temel basınç odasına aşağı pompa ve sonra geri 6 x 10-3 ile Torr Ultra yüksek saflıkta Ar gaz doldurun.</li>
	<li>Bir 5 cm çap % 99.9 Au hedef kullanma ve örnek ve hedef arasındaki çekim yer. Düşük güç (50 W) yanı sıra yüzey pürüzlülüğü ifade oranını azaltmak için kullanın. Kapalı çekim ile hedef kiri çıkarmak 10 dakika önceden şaplatın.</li>
	<li>İfade, oda sıcaklığında 20 dakika işlemek için çekim açın. Bir film kalınlığı 100 nm Plazmonik sistemi ile iletim yok optik kalın olduğundan emin olmak için düzenli olarak yatırılır.</li>
	<li>Örnek hazır olduğunda, spin-ceket ışık yayan organik boya veya kuantum gibi maddeler dielektrik ince bir tabaka oluşturmak için metal yüzeyde nokta.<ol>
<li>Başvuru9' kullanılan styryl 8 boya için styryl 8 ve 500 µg Polivinil alkol polimer (PVA) 5 ml metanol 20 µg geçiyoruz.</li>
		<li>3-5 damla (0.2 mL) boya çözüm örneği dağıtmak ve arka arkaya 10 s 600 rpm ve 1 dk. için 3600 d/d spin. Kalınlığı 80 olduğu tahmin edilmektedir nm. Not: Su çözünür veya çözünmez polimer yayan malzeme türüne bağlı olarak demir malzemesi olarak kullanılabilir. Ancak, bu photoluminescence ölçümleri ile müdahale olmaz böylece polimer yayıcı sigara olmalıdır. Polimer Polivinil alkol (PVA) rodamine 6 G gibi suda eriyen boyalar ve styryl 8 eriterek için önerilir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. yansıtırlık ölçümleri SPP çürüme oranları belirlemek için
Not: Kutuplaşma ve açı çözüldü yansıtırlık spektroskopisi Kur Şekil 2' de gösterilmiştir. Gonyometre bağımsız olarak örnek yönlendirme (Aşama 1) ve algılama açı (Aşama 2) aynı zamanda örnek azimut açısı (Evre 3) değiştirmek için döndürme etapları ile oluşur.
<ol><li>Kuvars lamba üzerinden geniş bant beyaz ışık ışık kaynağı olarak kullanın. İlk multimod fiber paket çift ve sonra collinear yüz yüze objektif lens (5 X ve 60 X) bir çift tarafından collimate. Örneği farklı olay açılarda ışık demeti örnek yönünü değiştirerek aydınlatmak. Olay polarize ve algılama analyzer bir çift önce ve sonra örnek polarizasyon bağımlı ölçümler için yerleştirin. Not: Yüz yüze hedefleri collimates ve beyaz ışık kaynağı multimod fiber genişleten bir objektif sistemi olarak hareket ederler.</li>
	<li>Düzenlediği bir lif speküler yansıma bir Spektrometre ve Spektroskopi için bir CCD detektörü bağlandığı örnek toplamak için kullanın.</li>
	<li>Dikkatle örnek yönlendirme sahne ve algılama dönüş aşamaları konsantrik, emin olmak için ayarları hizalamak i.e., onların döndürme eksen collinear.</li>
	<li>Düz bir Au film Kur'a kalibre. Yansıma spectra farklı olay açılarda ölçmek ve onları bir bilinen Au dielektrik fonksiyonu kullanarak Fresnel denklemler tarafından hesaplanan teorik yansıma spectra ile karşılaştırın. İki veri kümesi hata az % 5 ile tutarlı olması gerekir.</li>
	<li>Kuruluma hazır olduğunda, doğrusal polarize, p veya s, yansıma spectra örnek farklı olay açılarda ölçmek. Adım boyu olay açının 0.5 ° ve dalga boyu Çözünürlük 0.66 nm. Spectra birden çok olay açıları altında toplamak için bir denetim programı için Otomasyon mekanik hareket, çekim denetim, veri toplama, arka plan çıkarma, vbdahil olmak üzere bulunmakta. Not: Bu adım hesaplama yapılır. Program istek üzerine mevcuttur. Yazarın gerekirse kaynak kodu için bir e-posta gönderin.</li>
	<li>Kontur Arsa yansıtırlık modu kimlik ve çürüme oranı tayini için Plazmonik sisteminin dağılımı ilişkisi elde etmek için dalga boyu ve olay açı vs. Not: Örnek azimut açısı Brillouin bölge bulunduğu bulmaktır. Örneğin, kare örgü örneği için örnek azimuthally onun dönemlerden biridir olay uçakla paralel ve bu tanımlar Γ-X yönünde döndürür. Örnek Γ-M yön tanımlamak için 45 ° döndür.</li>
	<li>Polarize olay ayarlanırsa olay uçak ve analiz ile ilgili 45°-45 °, dikey veya çapraz-polarize, yansıtırlık eşleme ölçmek.</li>
	<li>P polarize ve ortogonal yansıma spectra ayıklamak ve onları CMT9,12,13, kullanarak uygun SPP'ler çürüme hızı için tartışmada açıklandığı gibi.</li>
</ol>5. Photoluminescence emisyon güç oranı belirlemek için ölçümleri
Not: Açı ve polarizasyon çözüldü photoluminescence Kur Şekil 3' te gösterilmiştir.
<ol><li>Geniş bant ışık kaynağı 514 nm argon iyon veya 633 nm Helene lazer ile değiştirin. Tam genişliği yarım en (FWHM) 5'ten daha az lazer satır filtre kullanmak nm lazer hayalice temiz ve lazer ışını polarizasyon durumunu kontrol etmek için bir yarı-dalga tabak yerleştirin. Gonyometre ve algılama birimi değişmeden kalır. Bir çentik filtresi ışıldama gömer lazer çizgi kaldırmak için algılama birimi önce yerleştirin. Not: Lazer dalga boyu yayan malzeme türüne göre değişir. Daha yüksek foton enerji daha kısa emisyon dalga boyu ile malzeme heyecanlandırmak için gereklidir.</li>
	<li>EQ (2) ve (3) için emisyon güç oranı ölçmek için ölçümleri iki türde davranış: algılama ve olay inceden inceye gözden geçirmek. Olay ve algılama taramalar arasında Interplay yardımcı belirlemede <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq10.jpg"> , <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq11.jpg"> , <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq12.jpg"> , ve <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq13.jpg"> .</li>
	<li>Olay tarama için algılama açı ile ilgili örnek normal tamir ama olay açı sürekli olarak değişir. Not: Bu adım hesaplama yapılır. Bu yapılandırma seçerek olay açı bağımlı, seçilen algılama açı altında emisyon varyasyonu izleme sırasında gelen SPP'ler heyecanlandırıyor. Başka bir deyişle, EQ (1) denklemi eşleşen faz olay açı yerine getiren emisyon artar.<ol>
<li>Kontur photoluminescence spectra dalga boyu ve olay tarama eşleme için olay açı karşı arsa. Eşlemeleri için farklı algılama açı ölçmek ancak göreli yoğunluklarda aynı bulundu. Bu nedenle, olay tarama gelen SPP'ler etkisini emisyon ya da sade bir şekilde ölçmek için bize izin verir uyarma geliştirme probları <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq10.jpg"> ve <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq11.jpg"> .</li>
	</ol>
</li>
	<li>Algılama taraması için normal örnek ile ilgili olarak olay açı düzeltmek ama algılama açısı değişir. Not: Bu adım hesaplama yapılır.<ol>
<li>Benzer şekilde, kontur photoluminescence spectra algılama tarama eşleme dalga boyu ve algılama açı verimleri ile çizmek. SPP emisyon SPP'ler radyasyon sönümleme özelliğine doğar, emisyon güçlü algılama açı bağımlı gibidir. Bu nedenle, sürekli uyarma altında emisyon artar algılama açı EQ (1) yerine getirir. Bu yapılandırma emisyon geliştirme probları ve belirlemek için bize izin verir <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq12.jpg"> için farklı αth sipariş iyi tanımlanmış algılama açı bağımlılık olduğu sürece.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Okamoto, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-plasmon-enhanced+light+emitters+based+on+InGaN+quantum+wells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Surface-plasmon-enhanced light emitters based on InGaN quantum wells.</a> Nature Materials. 3 (9), 601-605 (2004).</li>
<li>Akselrod, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leveraging+Nanocavity+Harmonics+for+Control+of+Optical+Processes+in+2D+Semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Leveraging Nanocavity Harmonics for Control of Optical Processes in 2D Semiconductors.</a> Nano Letters. 15 (5), 3578-3584 (2015).</li>
<li>Gontijo, I., et al. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.60.11564">Coupling of InGaN quantum-well photoluminescence to silver surface plasmons.</a> Physical Review B. 60 (16), 11564(1999).</li>
<li>Huang, K. C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antenna+electrodes+for+controlling+electroluminescence%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Antenna electrodes for controlling electroluminescence.</a> Nature Communications. 3, 1005(2012).</li>
<li>Atwater, H. A., Polman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonics+for+improved+photovoltaic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Plasmonics for improved photovoltaic devices.</a> Nature Materials. 9 (3), 205-213 (2010).</li>
<li>Anker, J. N., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmat2162">Biosensing with plasmonic nanosensors.</a> Nature Materials. 7 (6), 442-453 (2008).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.2956391">Excitation enhancement of CdSe quantum dots by single metal nanoparticles.</a> Applied Physics Letters. 93 (5), 053106(2008).</li>
<li>Birowosuto, M. D., Skipetrov, S. E., Vos, W. L., Mosk, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Spatial+Fluctuations+of+the+Local+Density+of+States+in+Random+Photonic+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Observation of Spatial Fluctuations of the Local Density of States in Random Photonic Media.</a> Physical Review Letters. 105 (1), 013904(2010).</li>
<li>Cao, Z. L., Ong, H. C. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4811749">Determination of coupling rate of light emitter to surface plasmon polaritons supported on nanohole array.</a> Applied Physics Letters. 102 (24), 241109(2013).</li>
<li>Lin, M., Cao, Z. L., Ong, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+excitation+rate+of+quantum+dots+mediated+by+momentum-resolved+Bloch-like+surface+plasmon+polaritons%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Determination of the excitation rate of quantum dots mediated by momentum-resolved Bloch-like surface plasmon polaritons.</a> Optics Express. 25 (6), 6029-6103 (2017).</li>
<li>Nikolaev, I. S., Lodahl, P., Driel, A. F. V., Koenderink, A. F., Vos, W. L. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.75.115302">Strongly nonexponential time-resolved fluorescence of quantum-dot ensembles in three-dimensional photonic crystals.</a> Physical Review B. 75 (11), 115302(2007).</li>
<li>Cao, Z. L., Lo, H. Y., Ong, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+absorption+and+radiative+decay+rates+of+surface+plasmon+polaritons+from+nanohole+array%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Determination of absorption and radiative decay rates of surface plasmon polaritons from nanohole array.</a> Optics Letters. 37 (24), 5166-5168 (2012).</li>
<li>Haus, H. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHaus%2C+HA+%22Waves+and+Fields+in+Optoelectronics%22">Waves and Fields in Optoelectronics</a>. , Prentice-Hall. Englewood Cliffs, N.J. (1984).</li>
</ol>

Yazarlar onlar rakip hiçbir mali çıkarları var bildirin.

Bu protokol için birkaç önemli adım vardır. İlk, mekanik sağlamlık örnek hazırlık çok önemlidir. Duran dalga Lloyd'un Kur tarafından üretilen iki aydınlatma ışını arasındaki faz farkı duyarlıdır. Bu nedenle, pozlama süresi sırasında herhangi bir titreşim homojenlik ve kenar nanohole netliğini düşer. Bir titreşim özgür ortamı, Örneğin, titreşim yalıtım destekler optik bir tabloyla çalışmak için önerilir. Buna ek olarak, yüksek güçte lazer de buna göre pozlama süresi indirgeyerek titreşim en aza indirmek için iste...

Yüzey plasmon aracılı Floresan (SPMF) büyük ilgi aldı Geçenlerde1,2,3,4,5,6. Yakın bir Plazmonik sistemi hafif yayıcılar yerleştirildiğinde, enerji yayıcılar ve yüzey plasmon polaritons (SPP'ler) arasında aktarılabilir. Genel olarak, güçlü Plazmonik alanları şiddetle yayıcılar2uyarma geliştirebilirsiniz. Aynı zamanda, emisyon oranı da büyük yoğunluk-of-bilinen Purcell etkisi3verimli SPP'ler tarafından oluşturulan Birleşik nedeniyle arttırılır. Bu iki süreç SPMF üreten elinde çalışır. Şu anda yoğun soruşturma altında SPMF katı hal aydınlatma1,4,5ve biyo-algılama6, hasat enerji çok sayıda uygulamaları teşvik vardır gibi. Özellikle, enerji aktarım hızlarını SPP'ler yayımlayıcıları ve tersi, Yani, üzerinden bilgi uyarma fiyatlar, kaplin ise büyük önem taşımaktadır. Ancak, uyarma ve emisyon işlemleri genellikle birlikte dolaşmış, bu yönü üzerinde çalışma hala eksik. Örneğin, çalışmaların en sadece sadece emisyon ve SPP'ler7olmadan karşılaştırır uyarma verimlilik oranı belirler. Uyarma oranı tam ölçüm yok. Öte yandan, geleneksel zaman-gibi floresan ömür boyu Spektroskopi teknikleri rutin emisyon işlemi dinamikleri eğitimi için kullanılır, ancak bağlantı hızı toplam çürüme oranı8ayrı edemiyoruz çözüldü. Burada, biz nasıl kimse onları hızı denklemi modeli ve zamansal eşleşmiş modu teori9,10birleştirerek belirleyebilirsiniz açıklar. Dikkat çekici, hangi-ebilmek var giriş açısı ve polarizasyon çözüldü yansıtırlık ve photoluminescence spektroskopisi gerçekleştirerek ölçülebilir miktarları açısından uyarma ve oranları kaplin ifade edilebilir bulmak. Biz ilk formülasyonu anahat ve araçları ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Bu yaklaşım tamamen frekans etki alanı tabanlı ve o does değil istemek gibi ultra-hızlı lazerler ve pahalı ve bazen8, uygulamak zor ilişkili süre tek foton sayaçları, herhangi bir zaman karar vermek aksesuarları edilmiştir 11. biz uyarma belirleme ve oranları rezonans boşlukları arasındaki ışık yayıcılar kaplin için sağlayan bir teknoloji olması için bu tekniği bekliyorlar.
Periyodik sistemlerindeki SPMF burada hakkında bilgi verdi. Nerede Bloch gibi SPP'ler oluşturulabilir, doğrudan uyarma ve emisyon, dışında uyarma verimliliği η ve spontane emisyon oranı Γrtarafından karakterizedir, periyodik bir Plazmonik sistemi için gelen SPP'ler tarafından yayımlayıcıları heyecanlı ve giden SPP'ler çürüme. Başka bir deyişle, rezonans uyarma altında gelen SPP'ler yayımlayıcıları enerji güçlü Plazmonik alanları oluşturmak için oluşturulur. Yayımlayıcıları heyecanlı olduğunda, onlardan enerji için gelişmiş emisyon sebebiyet veren hangi daha sonra radiatively uzakta-tarla için dağıtmak, giden SPP'ler, aktarılabilir. Onlar SPMF tanımlar. Geri devletlere zemin foton emisyon tanımlanan dalga boylarında, eşlik, elektron çürüme emisyon tanımlar, ancak basit iki düzeyli yayıcılar için uyarma elektron artan geçiş heyecanlı Birleşik yere ifade eder heyecanlı ve zemin durumlarındaki enerji fark tarafından. Uyarma ve emisyon SPMF için gelen ve giden SPP'ler9 heyecanlandırmak için Denklem eşleşen tanınmış faz yerine getirmek için gerekli koşullar
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq1.jpg">(1)
Burada εbir ve εm dielektrik ve metal dielektrik sabitleri vardır, θ ve φ olay ve azimut açıları vardır, P dizi dönemidir, λ uyarma veya emisyon dalga boyu ve m ve n sırasını belirten tamsayı vardır SPP'ler. Uyarma için lazer ışını uçak-wavevector Bragg dağınık gelen SPP'ler ile ivme maç için ve θ ve φ birlikte, elektronik emilimi artırmak için SPP'ler heyecan verici için belirtilen olay yapılandırmasını tanımlayan olacak uyarma dalga boyu λex. Aynı şekilde, emisyon için giden SPP'ler reversely ışık satırıyla eşleşecek şekilde Bragg dağınık ve açıları, şimdiemdalga boyu λ emisyon mümkün emisyon salgılarını temsil olacak. Ancak, kaydetti yayıcılar için vektörel yayılıyor SPP'ler ile enerji çift gibi <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq2.jpg"> aynı büyüklükte olan <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq3.jpg"> ama SPP'ler farklı yönlere, çürüme (m, n) çeşitli kombinasyonu için uzakta-tarla aşağıdaki EQ (1) üzerinden.
Hızı denklemi modeli ve zamansal eşleşmiş modu teorisi (CMT) kullanarak, bu uyarma oranı Γex, Yani, SPP'ler gelen enerji aktarım hızı yayımlayıcılarına bulmak,9,12,13 ifade edilebilir
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq4.jpg">(2)
η gelen SPP'ler yokluğu söz konusu doğrudan uyarma oranıdır, Γtot gelen SPP'ler toplam çürüme oranı nerede <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq5.jpg"> hangi Γabs ve Γrad içinden emme ve SPP'ler, ışınımsal çürüme oranları olduğunu ve <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq6.jpg"> photoluminescence güç oranı ve gelen SPP'ler olmadan. Öte yandan, bağlantı hızı Γc, Yani, SPP'ler için yayıcılar gelen enerji aktarım hızı olarak yazılabilir:
<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq7.jpg">(3)
Γr doğrudan emisyon oranı, olduğu yerde <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56735/56735eq8.jpg"> photoluminescence güç oranı arasında αth SPP aracılı çürüme ve doğrudan bağlantı noktaları ve Γradα ve Γtot αinci liman için ışınımsal çürüme oranları ve toplam çürüme oranları. Biz tüm SPP çürüme oranları yansıtırlık spektroskopisi tarafından ölçülebilir iken, emisyon güç oranı photoluminescence spektroskopisi tarafından tespit edilebilir göreceksiniz. Formülasyonları ayrıntılarını başvuru9,10dakika sonra bulunabilir.

<table><tbody><tr><td>SU-8</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 2000.5</td><td></td></tr><tr><td>Yapışma çözeltisi</td><td>MicroChem</td><td>Omnicoat</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 İnceltici (Gama-Butirolakton)</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 2000 Tiner</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 Geliştirici</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 Geliştirici</td><td></td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>Chemat Technology</td><td>KW-4A</td><td></td></tr><tr><td>HeCd lazer</td><td>KIMMON KOHA CO., LTd</td><td>IK3552R-G</td><td></td></tr><tr><td>Deklanşör</td><td>Thorlabs</td><td>SH05</td><td></td></tr><tr><td>Numune hazırlama hedefi</td><td>Newport</td><td>U-13X</td><td></td></tr><tr><td>İğne Deliği</td><td>Newport</td><td>PNH-50</td><td></td></tr><tr><td>İris</td><td>Newport</td><td>M-DI47.50</td><td></td></tr><tr><td>Prizma</td><td>Thorlabs</td><td>PS611</td><td></td></tr><tr><td>Numune hazırlama için rotasyon aşaması</td><td>Newport</td><td>481-A</td><td></td></tr><tr><td>Biriktirme Sistemi</td><td>Ev Yapımı</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rotasyon Aşama 1</td><td>Newport</td><td>URM80ACC</td><td></td></tr><tr><td>Rotasyon Aşama 2</td><td>Newport</td><td>RV120PP</td><td></td></tr><tr><td>Rotasyon Aşama 3</td><td>Newport</td><td>SR50PP</td><td></td></tr><tr><td>Algılama kolu</td><td>Ev Yapımı</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kuvars lamba</td><td>Newport</td><td>66884</td><td></td></tr><tr><td>Fiber Paketi</td><td>Newport</td><td>77578</td><td></td></tr><tr><td>Ölçüm hedefi</td><td>Newport</td><td>M-5X & M-60X</td><td></td></tr><tr><td>Polarizör & Analizör</td><td>Thorlabs</td><td>GT15</td><td></td></tr><tr><td>Çok Modlu Fiber</td><td>Thorlabs</td><td>BFL105LS02</td><td></td></tr><tr><td>Spektrometre</td><td>Newport</td><td>MS260i</td><td></td></tr><tr><td>CCD</td><td>Andor</td><td>DV420-OE</td><td></td></tr><tr><td>514nm Argon İyon Lazer</td><td>Spektrumları-Fizik</td><td>177-G01</td><td></td></tr><tr><td>633nm HeNe Lazer</td><td>Newport</td><td>R-32413</td><td></td></tr><tr><td>CdSeTe kuantum noktası</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>q21061mp</td><td></td></tr><tr><td>Polivinil alkol polimeri (PVA)</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>363073</td><td></td></tr><tr><td>Kontrol programı</td><td>Ulusal Enstrümanlar</td><td>LaboratuvarıVIEW</td><td></td></tr></tbody></table>

uyarma ve oranları arasında ışık emitters ve yüzey plasmon polaritons kaplin belirlenmesi

Determination of the Excitation and Coupling Rates Between Light Emitters and Surface Plasmon Polaritons

Uyarma ve metalik periyodik diziler zaman çözüldü teknikleri içeren olmadan doğan oranları arasında ışık yayıcılar ve yüzey plasmon polaritons (SPP'ler) kaplin ölçmek için benzersiz bir yöntem geliştirdik. Biz oranları basit optik ölçümler tarafından ölçülen miktarlarda tarafından formüle. Açı ve polarizasyon çözüldü yansıtırlık ve photoluminescence spektroskopisi temel araçları burada ayrıntılı olarak açıklanacaktır. Bizim rutin optik ve mekanik aşamalarında birkaç gerektirir ve böylece araştırma laboratuvarları çoğu için son derece uygun fiyatlı olan basitliği nedeniyle ilginç bir yaklaşımdır.

Bir örnek bir Au periyodik dizinin Şekil 4a8ilave verilir. Uçak görünümü SEM görüntü örnek 510 süresi ile 2D kare kafes dairesel delik dizi olduğunu gösteriyor nm, bir delik derinliği 280 nm ve bir delik çapı 140 nm. Γ-X yön alınan p polarize yansıtırlık eşleme Şekil 4aiçinde gösterilir. Kesik çizgi denklemi olduğunu belirten EQ (1) eşleşen faz tarafından hesaplanır (m = -1, n = 0) SPP'ler heyecanlı.
<...

Bu iletişim kuralı için uyarma belirlenmesi ve oranları Bloch benzeri yüzey plasmon polaritons periyodik diziler doğan arasındaki ışık yayıcılar kaplin araçları açıklar.

Uyarma ve oranları arasında ışık Emitters ve yüzey Plasmon Polaritons kaplin belirlenmesi

We have developed a unique method to measure the excitation and coupling rates between the light emitters and surface plasmon polaritons (SPPs) arising ...

Bu yöntem, yüzey plazmon aracılı floresan gibi floresan geliştirmedeki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin ana avantajı, yüzey plazmon aracılı floresanın uyarılma ve bozunma süreçlerini tamamen frekans alanında ayırt etmesidir. Periyodik dizi için bir alt tabaka hazırlayın.Bu deney için bir santimetre karelik bir cam parçası kullanın. Her biri 10 dakika boyunca metanol ve aseton ultrasonik banyolarında temizleyin. İşiniz bittiğinde, bir saat boyunca 200 santigrat derecelik bir ocak gözüne koyun.Spin kaplama adımları için, doğal fotorezisti bir tiner ile seyreltin ve yapışma solüsyonunu hazır bulundurun. Cam alt tabakayı bir spin kaplayıcıya taşıyın ve üzerine üç ila beş damla yapışma solüsyonu dağıtın. Alt tabakayı 10 saniye boyunca 600 rpm'de, ardından bir dakika boyunca 3.600 rpm'de döndürün.Ardından, alt tabakaya beş ila yedi damla seyreltilmiş fotorezist yerleştirin. Alt tabakayı 600 rpm'de 10 saniye, ardından bir dakika boyunca 3.600 rpm'de döndürün. Bittiğinde, spin kaplı numuneyi 65 santigrat derecelik bir ocak gözüne taşıyın ve bir dakika orada bırakın.Ardından, numuneyi 95 santigrat derecelik bir ocak gözüne aktarın ve bir dakika daha bırakın. Ocak gözünden, bir Lloyd's interferometresine monte etmek için numuneyi alın. Kurulum, bir numune tutucu için bir prizmaya sahiptir ve ona dik bir ayna vardır.Prizmaya tutturmak için numune üzerinde bir damla kırılma indisi eşleşen yağ kullanın. Numuneyi aynaya mümkün olduğunca yakın konumlandırın. Örneği bu ilk yönlendirmede ortaya çıkarın.Ardından, iki boyutlu bir kare kafes oluşturmak için, numuneyi prizma üzerinde 90 derece döndürün. İkinci bir pozlama için aynı pozlama süresini kullanın. Numuneyi iki dakika boyunca 65 santigrat derece ocak gözüne geri koyun.Ardından, iki dakika boyunca 95 santigrat derece ocak gözüne yerleştirin. Ardından, numuneyi sürekli çalkalama ile iki dakika boyunca geliştiriciye daldırın. Numuneyi alın ve kalıntıları durulamak için bir dakika boyunca izopropil alkole batırın.Numunenin üzerine 100 nanometre altın film koymak için bir RF püskürtme biriktirme sistemi ile çalışın. Numune hazır olduğunda, onu ve bir styryl 8 boya preparatını bir spin kaplayıcıya alın. Çözeltiyi numuneye 0,2 mililitre veya üç ila beş damla dağıtın.Yaklaşık 80 nanometrelik bir kalınlık elde etmek için bunu döndürün. Yansıtıcılık ölçümleri için bir gonyometre kullanın. Bu sistem, bir kuvars lambadan gelen geniş bantlı beyaz ışığı kullanır.Çok modlu bir fiber demet, kolimasyon için ışığı yüz yüze objektif lenslerine iletir. Sırada bir polarizör ve deklanşör var. Işık, üç bağımsız dönüş aşaması ile bir numune tablasındaki bir numuneyi aydınlatır.Bir algılama analizörü, numune aşamasından sonradır. Başka bir çok modlu fiber, numuneden aynasal yansımayı toplayarak bir spektrometreye ve CCD kameraya iletir. Kurulumu hizaladıktan ve kalibre ettikten sonra, veri toplamak için otomatik bir sistem kurun.Farklı olay açılarından geçmek ve yansıma spektrumlarını toplamak için otomasyonu kullanın. Bu ölçümler için, gelen açının adım boyutu 0,5 derecedir. Dalga boyu çözünürlüğü 0.66 nanometredir.Ortogonal yansıtıcılığı ölçmek için kurulumu değiştirin. Gelen polarizörü gelen düzleme göre 45 dereceye ayarlayın. Analizörü olay düzlemine göre eksi 45 dereceye ayarlayın.Başka bir otomatik ölçümle devam edin. Fotolüminesans ölçümleri, kurulumda başka bir değişiklik gerektirir. Geniş bantlı ışık kaynağını 633 nanometre helyum neon lazerle değiştirin.Polarizörden önce bir lazer çizgi filtresi yerleştirin. Ayrıca, deklanşörden sonra yarım dalga plakası yerleştirin. Spektrometreden önce analizör için bir çentik filtresi değiştirerek kurulumu tamamlayın.Algılama açısını sabitleyerek ve olay açısını numune normaline göre değiştirerek otomatik olay taramaları gerçekleştirin. Yüzey plazmon polaritonları geliş açısına bağlıdır ve seçici olarak uyarılır. Ardından, olay açısını numune normaline göre sabitleyerek ve algılama açısını değiştirerek bir algılama taraması yapın.Bu, iç kısımdaki altın dizisinin gama X yönü boyunca alınan P-polarize yansıtma haritasıdır. Kesikli çizgi, faz eşleştirme denklemi kullanılarak hesaplanır ve M'nin negatif olana eşit olduğunu ve N'nin sıfıra eşit olduğunu ima eder yüzey plazma polaritonları uyarılır. Bu yansıtma haritası, polarizör ve analizörün ortogonal konumlarda olduğu zamana aittir.Arka plan, renk haritasının mavisi ile gösterildiği gibi artık sıfırdır. Yansıtma profilleri, arka planı kaldırdıktan sonra yalnızca yüzey plazma polaritonları kaldığından, düşüşler yerine yeşil tepe noktalarına sahiptir. Bu, kadmiyum, selenyum, tellürid, kuantum nokta katkılı PVA polimeri, dizi üzerinde kaplanmış spin için gama X boyunca P-polarize yansıtma haritalaması ve ortogonal yansıtma haritalamasıdır.Ek olarak, burada olay ve algılama açısı fotolüminesans ölçümleri için veriler bulunmaktadır. Veriler, ışık yayıcılar ve yerleşik boşluklar arasındaki uyarma ve eşleşme oranlarını belirlemek için kullanılabilir. Bu yöntem, periyodik dizilerden floresan artışı hakkında bilgi sağlayabilse de, metamalzemeler ve fotonik kristaller gibi diğer sistemlere de uygulanabilir.Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa üç saat içinde yapılabilir. Bu prosedürü denerken, dizi kurulumunun hizalamasını ve yansıtıcılık spektrografisinin polarizasyonunu ve açılarını kontrol etmeyi unutmamak önemlidir. Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, fotolüminesans alanındaki araştırmacıların, reçine geliştirme alanında yüzey plazması ile zenginleştirilmiş floresansı keşfetmelerinin yolunu açtı.Bu videoyu izledikten sonra, periyodik dizilerden kaynaklanan ışık yayıcılar ve yüzey plazma polaritonları arasındaki uyarma ve bağlanma oranının nasıl belirleneceğini iyi anlamış olmalısınız.

determination-excitation-coupling-rates-between-light-emitters

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Plasmonic cımbız ve fotonik kristal nanoyapıların optik yakalama mikro ve nano-parçacıklar verimlilik ve yönlendirme kontrolü yararlı geliştirmeler üretmek için gösterilmiştir.

Gelişmiş mikro ve Nanopartikül Manipülasyon Plasmonic ve Fotonik Kristal Nanoyapıların Kullanımı

Bu video, tek bir hücreden protein salgılarını tespit etmek için lokalize yüzey plazmon rezonans görüntülemeyi gösterir. Mikroakışkan bir kurulum ve peptit bağlı bir plazmonik nanoyapı çipi kullanarak, rezonans açısında yansıyan ışık yoğunluğundaki değişiklikler, tek bir hücreden salgılanan proteinlerle etkileşimleri ortaya çıkarır.

Tek Bir Hücreden Protein Salgılarını Tespit Etmek için Lokalize Yüzey Plazmon Rezonans Görüntüleme

Biz tasarım, imalat, ve geleneksel photoconductive yayıcılar göre büyüklüğü daha yüksek Terahertz güç seviyeleri iki sipariş sunuyoruz plasmonik photoconductive yayıcılar, deneysel karakterizasyonu için yöntemler açıklanmaktadır.

Plasmonik Foto iletken Terahertz Vericiler Tasarımı, İmalatı ve Deneysel Karakterizasyonu

Gümüş nanoteller, elektronları ve optik bilgileri aynı anda yüzey plazmonları şeklinde taşıyabilir. Burada böyle bir paylaşılan devreyi gerçekleştirmek için bir prosedür açıklanmış ve her iki bilgi taşıyıcısının yayılmasındaki sınırlamalar değerlendirilmiştir.

Akım Taşıyan Gümüş Nanotellerde Plazmonik Taşınımın Değerlendirilmesi

İzole edilmiş plazmonik parçacıklarda doymuş ve ters doymuş saçılma keşfedildi ve süper çözünürlüklü mikroskopide yeni bir ağartıcı olmayan kontrast yöntemi olarak benimsendi. Burada, doğrusal olmayan saçılmayı tespit etmek ve çıkarmak için deneysel prosedürlerin yanı sıra, doymuş uyarma mikroskobu yardımıyla çözünürlüğün nasıl arttırılacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

CdS veya ZnS'nin yarı iletken kabukları ile kaplanmış tek tip altın nanoparçacıkların sentezi gerçekleştirilir. Yarı iletken kaplama, önce bir gümüş sülfür kabuğunun biriktirilmesi ve gümüş katyonlarının çinko veya kadmiyum katyonları ile değiştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

Bu protokolün amacı, Plazmonik nano madde örneklerinin hazırlanması ve diferansiyel girişim kontrastı (DıC) mikroskobu ile tek parçacık spektroskopisi gerçekleştirme konusunda kanıtlanmış bir yaklaşımın ayrıntısı olmaktır.

Iletim bazlı Nomarski-tipi diferansiyel girişim kontrast mikroskobu ile Plazmonik nanopartiküller üzerinde spektroskopisi gerçekleştirme

Fotonik bant yapısı, sınırlı elektromanyetik modların fotonik kristal içinde nasıl yayDığını anlamanızı sağlar. Manyetik elementleri içeren fotonik kristallerde, bu tür sınırlı ve rezonanslı optik modlara gelişmiş ve modifiye edilmiş manyeto-optik aktivite eşlik eder. Fourier uzay mikroskobu ile manyeto-optik bant yapısını çıkarmak için bir ölçüm prosedürü tanımladık.

Fotonik Nanoyapıların Spektral ve Açı Çözümlü Manyeto-Optik Karakterizasyonu

Mevcut protokol, hassas moleküler algılama için plazmonik nanopartikülleri manipüle etmek üzere optik yakalama ve yüzey ile geliştirilmiş Raman spektroskopisini (SERS) entegre etmek için uygun bir yaklaşımı açıklamaktadır. Ajanları toplamadan, yakalama lazeri, in situ spektroskopik ölçümler için hedef analitlerin SERS sinyallerini geliştirmek üzere plazmonik nanopartikülleri bir araya getirir.

In Situ Yüzey Geliştirilmiş Raman Spektroskopisi Karakterizasyonları için Plazmonik Nanopartiküllerin Optik Yakalanması

Bu makale, polarizasyona duyarlı iki foton mikroskobunun etiketsiz amiloid üst yapıları-sferülitler içindeki yerel organizasyonu karakterize etmek için nasıl uygulanabileceğini açıklamaktadır. Ayrıca, numunenin nasıl hazırlanacağını ve ölçüleceğini, gerekli kurulumun nasıl bir araya getirileceğini ve amiloid fibrillerin yerel organizasyonu hakkında bilgi edinmek için verilerin nasıl analiz edileceğini açıklar.

Etiketsiz amiloid yapısal karakterizasyonu için polarizasyona duyarlı iki foton mikroskobu

Öğrenin, yüzey plazmon polaritonları ile ışık yayıcılar arasındaki uyarma ve kuplaj oranlarını frekans bölgesinde basit optik ölçümlerle belirlemeyi. Bu yöntem, floresans artırma çalışmalarında karmaşık zaman çözümlü teknikler olmadan uygulanabilir.

Uyarma ve oranları arasında ışık Emitters ve yüzey Plasmon Polaritons kaplin belirlenmesi

Daha fazla video keşfet