在贴片增强纳米腔体中的亚表面生成控制
光学
2025-01-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
亚表面生成（SFG）是一种二阶非线性过程，广泛用于具有单层灵敏度的表面和界面表征。最近，纳米腔体中的光场增强已实现了来自分子 nanoscale 区域的连续波（CW）激光 SFG，为纳米尺度 SFG 光谱和可见频率下中红外探测的连续波上转换提供了前景。本文演示了从单个纳米颗粒-on-mirror（NPoM）腔体中实现 CW SFG，这些腔体在可见频率共振，并填充单层分子，当 placed 在金属扫描探针 tip 下时。 tip 作为高效宽带天线，将 incident CW 红外照明聚焦到纳米腔体上。 NPoM 纳米腔体中的级联近场增强产生了跨宽范围红外频率的非线性光学响应，实现了 SFG 增强高达 14 个数量级。此外，纳米机械定位 tip 允许对 SFG 通过调节 local field enhancement 而非照明强度进行 in-operando 控制。 tip 增强纳米腔体的灵活性允许对 wide range 分子种类进行 SFG 研究，无需复杂的双共振纳米腔体纳米制造。我们的结果也为提供强 visible 和 IR field enhancement 的 tip 尖端的 SFG 纳米成像提供了可靠平台，为未来的非线性纳米光学应用奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2501.01784,
title = {In-operando control of sum-frequency generation in tip-enhanced nanocavities},
author = {Philippe Roelli and Isabel Pascual and Iris Niehues and Javier Aizpurua and Rainer Hillenbrand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.01784},
year = {2025}
}
备注
34 pages, 17 figures (Supplementary Material included)