嵌入凹面等离子体核壳纳米谐振器的 SiV 金刚石色心的发射增强
光学
2017-04-21 v1
摘要
对三种不同的凹面银核壳纳米谐振器构型进行了数值优化，以同时增强嵌入的硅空位 (SiV) 金刚石色心的激发和发射。根据辐射速率增强与量子效率 (QE) 之间的权衡进行了条件优化，以确保具有约 10% 内禀 QE 的 SiV 色心获得约 2、3、4 和 5 倍的表观 cQE 增强。检查了增强谱以及近场和电荷分布，以揭示光学响应背后的物理。条件优化的耦合系统通过激发和发射处辐射速率增强的乘积来表征，该乘积被命名为 Px 因子。包含中心化发射器的优化球形核壳纳米谐振器能够通过键合偶极共振显著增强发射。Px 因子为 529 倍，发射处 cQE 为 49.7%。发射器去中心化导致高阶多极模式出现，由于其非辐射性质，这是不利的。优化椭球形核壳谐振器的横向和纵向偶极共振分别调谐至激发和发射。同时增强导致 6.2x10^5 的 Px 因子，发射处 cQE 为 50.6%。棒状凹面核壳纳米谐振器同样利用横向和纵向偶极共振，而且由于其类天线几何结构，它们更显著地增强荧光。可实现 8.34x10^5 的 Px 因子增强，而发射处 cQE 为 50.3%。当关于最小 QE 的准则设定为 20% 时，增强可导致 2.03x10^6 倍的 Px 因子。
引用
@article{arxiv.1704.05895,
title = {Improved emission of SiV diamond color centers embedded into concave plasmonic core-shell nanoresonators},
author = {Andras Szenes and Balazs Banhelyi and Lorant Zs. Szabo and Gabor Szabo and Tibor Csendes and Maria Csete},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.05895},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 10 figures