用于超辐射的 DNA 纳米技术

超辐射由 Dicke 于 1954 年首次提出，是一种不同于传统自发辐射的高效量子光源。与典型的自发辐射不同，在自发辐射中强度与电偶极子数量呈线性关系，超辐射的强度与电偶极子数量呈二次方关系。同样，衰减速率也与偶极子数量成正比增加。这种集体发射在表现为超荧光时尤为强大，超荧光是超辐射的一种物理状态，其中通过将激发偶极子在其发射波长远小于其体积的范围内排列在同一取向上，自发地实现相干。许多实验策略已被用于产生超辐射，其中一种常见方法是使用量子点和有机染料随机形成的聚集体。然而，此类系统中固有的随机性阻止了对发射体数量、空间分布和相对取向的精确控制。这往往导致非均匀的耦合强度和寄生退相位效应，使得难以预测量子发射并限制其在工程设备中的应用。因此，提供对这些参数精确控制的确定性平台对于实现超辐射系统的全部潜力至关重要。在这里，我们（i）具体概述了 DNA 纳米技术在应对这一挑战方面的优势，（ii）讨论了即使在最先进的 DNA 纳米技术下超辐射尚未实现的原因，以及（iii）提出了克服当前限制的潜在解决方案。