電漿子奈米結構大幅增強光場
- 上線日期：2010/4/13 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
貴重金屬奈米粒子能大幅增強電磁場，這個現象在非線性光學、操控微小物體以及生化感測等科技術領域有很多應用。最近英國曼徹斯特(Manchester)大學及艾賽特(Exeter)大學的研究人員開發出一種新的雙層複合式電漿子奈米結構(plasmonic nanostructure)，這種由兩個不同尺寸的圓盤堆疊而成的結構，能夠更進一步增強電磁場。
研究團隊的領導人曼大的Sasha Grigorenko表示，他們所設計的新結構是利用所謂的串級增強(cascade enhance)方式增強電磁場，單一的貴重金屬奈米粒子已能增強電磁場，但是他們證明加入第二個較大的奈米粒子後能增強更多。過去已有研究嘗試在隨機分佈的奈米粒子的熱區(hot spots)中達到串級增強，然而他們的新結構提供了更易於操控且更可靠的電磁場增強方式。他指出，這是一種共振作用，因此兩個粒子的大小都必須調整到最佳值，以得到最大的電磁場。
研究團隊使用電子束微影來製作他們的複合結構，並研究了兩種不同的設計─直塔型(tower-type)結構與寶塔型(pagoda-type)結構，兩種結構都能產生增強超過50倍的光場，這是由於電磁能量經由外觀狀似光學夫奈耳透鏡(Fresnel lens)的設計被傳送至較小的奈米粒子，只不過這個透鏡狀結構是由奈米金粒子所構成。
研究人員在奈米構周圍覆蓋一層螢光染料，再以掃描式共焦顯微鏡(scanning confocal microscope)測量此結構被光照射後所發出的螢光，以得到場增強的訊息。他們掃瞄了顯微鏡的焦點位置，得到局域光強度分佈圖。
Grigorenko表示他們正計畫製造三層複合奈米結構，理論預測這種結構還會進一步增強電磁場，然而他們所遇到的主要挑戰將是如何在10-20 nm這樣小的區域內可靠地測量光場強度。詳見Nano Letters | DOI: 10.1021/nl903498h。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41973
譯者:藍永強(成功大學光電科學與工程研究所)
責任編輯:蔡雅芝
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