用于单纳米颗粒捕获的法诺共振非对称超材料辅助光镊
光学
2020-06-24 v1 应用物理
摘要
等离子体纳米结构可克服阿贝衍射极限以产生强梯度场，从而实现纳米尺寸颗粒的高效光捕获。然而，以低入射激光强度实现稳定捕获仍具挑战。在此，我们展示了一种法诺共振辅助的等离子体光镊（FAPOT），用于在50 nm金薄膜上刻蚀的非对称分裂纳米孔阵列中实现单纳米颗粒捕获。通过调节捕获波长并改变入射捕获激光强度实现稳定捕获。在930 nm近共振捕获波长下，对20 nm聚苯乙烯颗粒实现了8.65 fN/nm/mW的极大归一化捕获刚度。我们表明，共振时的捕获刚度相比离共振条件增强了63倍。这可归因于超小模式体积，其使得近场强度大并具有腔Purcell效应贡献。这些结果应有助于以低入射捕获激光强度实现强捕获，从而为研究单分子（如蛋白质、DNA或病毒）的跃迁路径提供新选择。
引用
@article{arxiv.2001.08319,
title = {Fano-Resonant, Asymmetric, Metamaterial-Assisted Tweezers for Single Nanoparticle Trapping},
author = {Domna G. Kotsifaki and Viet Giang Truong and Sile Nic Chormaic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.08319},
year = {2020}
}
备注
28 pages, 7 figures