定量针尖增强光谱学模型及纳米尺度光学常数的提取

通过探针针尖对光的弹性散射进行的近场红外光谱学，能够在跨越宽能量范围的 dramatically 亚波长尺度上解析材料中的光学对比度，并已被证明具有纳米尺度的化学识别能力。然而，当前的探针 - 样品近场相互作用模型仍无法对测量的近场对比度提供足够定量的解释，特别是在支持强表面声子的材料情况下。我们提出了一种源自基本原理并通过有限元模拟验证的近场光谱学模型，该模型与 SiO$_2$ 薄膜的可调谐量子级联激光器近场光谱学以及新呈现的结晶 SiC 的纳米尺度傅里叶变换红外（nanoFTIR）光谱学均显示出卓越的预测一致性。我们讨论了探针几何形状、场延迟和表面模式色散在塑造测量的近场响应中的作用。这种处理方法使得定量确定纳米分辨光学常数成为可能，正如我们将新呈现的 SiO$_2$ 薄膜 nanoFTIR 光谱反演为其中红外光学声子的频率依赖介电函数所演示的那样。我们的形式主义进一步使针尖增强光谱学成为定量纳米尺度光谱学的有力诊断工具。