石墨烯纳米盘组装体产生的中红外等离激元圆二色性
材料科学
2017-09-08 v1 光学
摘要
将等离激元圆二色性光谱拓展至中红外波段极具意义，原因有二：该波段对热生物成像至关重要，同时涵盖了许多手性生物分子的振动谱线。本文证明石墨烯等离激元确实提供了此类机会。具体而言，我们展示了由少数石墨烯纳米盘构成的手性石墨烯组装体可在中红外波段产生强烈的圆二色性（CD）信号。该 CD 信号源于 specially designed 手性石墨烯组装体中相邻纳米盘间的等离激元 - 等离激元耦合。由于石墨烯层厚度与入射光波长之间存在巨大的尺寸失配，必须采用总高度为数百纳米的三维构型，才能在中红外范围获得强 CD 信号。中红外 CD 强度主要取决于石墨烯纳米盘组装体的总尺寸（总高度和螺旋支架半径）及其构成纳米盘间的等离激元 - 等离激元相互作用强度。在石墨烯组装体阵列中可观察到正负 CD 带。等离激元 CD 光谱的频率区间与 DNA 及多种多肽等重要生物分子的振动模式重叠，从而使得通过将这些分子物种附着于石墨烯组装体来增强其振动光学活性成为可能。同时，我们结构中手性中红外等离激元的光谱范围出现在人体热辐射的典型波长附近，因此，我们的手性超结构有望作为光学组件应用于热成像设备中。
引用
@article{arxiv.1709.02064,
title = {Mid-infrared Plasmonic Circular Dichroism Generated by Graphene Nanodisk Assemblies},
author = {Xiang-Tian Kong and Runbo Zhao and Zhiming Wang and Alexander O. Govorov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.02064},
year = {2017}
}
备注
24 pages, 6 figures