等离子体纳米腔中的中红外扰动分子振动信号
光学
2021-08-24 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
表面增强拉曼散射（SERS）的最新进展使得在室温下实时观测单键振动成为可能。相比之下，中红外（MIR）振动光谱受限于低效的慢速检测。在此，我们开发了一种利用SERS进行MIR传感的新方法。该方法利用纳米颗粒-金属箔（NPoF）纳米腔，在由单分子层形成的同一纳米间隙中同时支持可见光和MIR等离子体热点。单个NPoF纳米腔的分子SERS信号在MIR光子存在下受到调制。这种调制的强度取决于MIR波长，并在置于金属箔下方的SiO₂或聚苯乙烯的6-12μm吸收带处达到最大。我们使用单光子锁相检测方案，在几百纳秒内时间分辨了信号的上升和衰减。我们的观测表明，SiO₂的声子共振可以在Reststrahlen带内捕获强烈的MIR表面等离子体，通过可逆地扰动纳米结构缝隙来调谐可见光波长的局域等离子体。这为光力学耦合纳米尺度键振动提供了新途径，并有望将检测极限推至单光子和单分子领域。
引用
@article{arxiv.2108.10171,
title = {Mid-infrared-perturbed Molecular Vibrational Signatures in Plasmonic Nanocavities},
author = {Rohit Chikkaraddy and Angelos Xomalis and Lukas A. Jakob and Jeremy J. Baumberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.10171},
year = {2021}
}
备注
16 pages and 6 figures