通过多维热点纳米工程调控 plexcitonic 强耦合
光学
2021-12-21 v1
摘要
Plexcitonic 强耦合开启了在纳米尺度实现室温量子电动力学的时代，其潜在应用涵盖从高精度单分子光谱到环境条件下运行的量子技术。要在工业规模上实现这些应用，需要可扩展且可批量生产的等离子体腔，以便为量子发射体提供便捷的接入与控制。通过对衬底和经典金蝴蝶结纳米天线的合理选择，我们提出了一种用于纳米腔天线模式热点多维工程的新设计策略，该策略将其提升至纳米蝴蝶结间隙顶部，并提供约 500 倍的场增强（相较于传统玻璃上纳米蝴蝶结腔在间隙底部的场增强提高 1.6 倍）。我们从载流子运动的角度讨论了利用不同材料衬底形成此类天线模式的机制，并分析了它们对器件几何参数的敏感性。这些天线模式的优势，特别是鉴于其主导的面内极化近场，在涉及单发射体及其层状系综的 plexcitonic 强耦合时空研究中得到进一步阐述，该研究发现依赖于衬底和纳米蝴蝶结几何结构的超快量子动力学，以及面向激子偶极通常取向为面内的二维材料相关应用的潜力。这种衬底赋能的天线模式纳米工程的概念性发现可轻易推广至其他等离子体平台中以定制热点，我们预期该工作能启发从光致发光光谱与传感到量子逻辑门及长程能量转移系统设计的广泛新颖研究方向。
引用
@article{arxiv.2112.09868,
title = {Controlling plexcitonic strong coupling via multidimensional hotspot nanoengineering},
author = {Xiao Xiong and Yiming Lai and Daniel Clarke and Nuttawut Kongsuwan and Zhaogang Dong and Ping Bai and Ching Eng Png and Ortwin Hess and Lin Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09868},
year = {2021}
}