具有窄等离激元共振的铋纳米光栅用于动态偏振彩色生成与比色传感
光学
2025-12-24 v2 材料科学
摘要
铋纳米结构因其无毒性和可调的可见光至近红外带间等离激元共振，对可持续彩色生成和阳光采集具有吸引力。然而，由于其宽泛且偏振不敏感的光谱特征，迄今为止报道的纳米结构显示出有限的色彩可调性，并且缺乏诸如传感等其他功能。在此，我们报道了具有偏振敏感和窄等离激元共振 (Q > 10) 的铋纳米光栅。它们是在 尺度上采用无光刻方法制备的：将铋保形脉冲激光沉积到 DVD 的反射性和透明纳米结构层上。我们表征了它们在不同入射面取向、入射角和光偏振下的镜面反射率。当光在与线条垂直的平面内偏振时，等离激元共振发生，并随入射角的改变在可见光至近红外范围内移动。相反，当光在与线条平行的平面内偏振时，不发生此类共振。这产生了对比度良好、偏振敏感的颜色，对于前一种偏振取向呈虹彩，而对于后一种则不呈虹彩。改变周围介质的折射率时，共振发生强烈移动 (> 500 nm/RIU)，导致等离激元颜色发生显著变化，例如，在空气中为绿色，在水中为红色。这展示了这些纳米光栅在动态偏振彩色生成和比色传感方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2512.11151,
title = {Bismuth nanogratings with narrow plasmon resonances for dynamic polarized color generation and colorimetric sensing},
author = {Fernando Chacón-Sánchez and Fátima Cabello and Marina García Pardo and Emmanuel Haro-Poniatowski and Rosalía Serna and Johann Toudert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11151},
year = {2025}
}