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基于分子石墨烯量子点的超材料镊子中捕获20纳米纳米颗粒的破坏力

光学 2024-10-16 v2 应用物理

摘要

近年来,等离激元光镊已被用于捕获纳米颗粒并研究其与环境的相互作用。一个不可避免的挑战是由于共振激发导致的等离激元加热以及由此引起的周围环境温度升高。在这项工作中,我们展示了使用超材料等离激元镊子捕获基于分子石墨烯量子点的定制合成20纳米纳米颗粒。在低于1 mW/μ\mboxm2\mu\mbox{m}^2的光强下,实现了高达8.8 (fN/nm)/(mW/μ\mboxm2\mu\mbox{m}^2)的优异阱刚度值。通过逐渐增加激光强度,我们确定了一个临界值,超过该值后刚度值显著下降。该值对应于约16o^oC的温升,显然足以产生热流并破坏捕获性能。因此,我们确定了一个安全的强度范围,用于在无不需要热量情况下捕获纳米颗粒。我们的平台可用于阵列配置中荧光颗粒和量子发射器的高效纳米定位,可能作为单光子源配置。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.17307,
  title  = {Disruptive Forces in Metamaterial Tweezers for Trapping 20 nm Nanoparticles Based on Molecular Graphene Quantum Dots},
  author = {Theodoros D. Bouloumis and Hao Zhao and Nikolaos Kokkinidis and Yunbin Hu and Viet Giang Truong and Akimitsu Narita and Síle Nic Chormaic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17307},
  year   = {2024}
}

备注

28 pages, 7 figures