利用弹性散射强耦合对单个体15 nm以下物体进行光学检测
光学
2024-11-05 v1
摘要
金属纳米物体在生物医学成像、纳米医学、光谱学和光催化等领域中发挥关键作用。尺寸小于15 nm的纳米物体表现出极低的光散射截面，对光学检测构成重大挑战。增强光学检测的一种可能方法是利用强耦合区域的非线性，特别是弹性光散射，这是所有物体共有的。然而，至今尚未观察到来自纳米物体的弹性光散射强耦合。在此，我们展示了在由金（Au）纳米探针和Au膜自组装形成的等离子体纳米腔中的弹性光散射强耦合。我们利用该技术在纳米腔内检测直径低至1.8 nm的单个物体。纳米物体在Au膜上的共振模式与纳米腔模式强耦合，在暗场光谱中揭示出反交叉散射模式。实验结果与数值计算吻合良好，我们利用数值计算将该技术扩展到其他金属，包括银、铜和铝。此外，我们的结果表明纳米物体的散射截面比与电场的四次方成比例，类似于表面增强拉曼光谱。本工作建立了弹性强耦合的新可能性，并展示了其在观测小型、非荧光、非拉曼活性亚15 nm物体方面的适用性，作为现有显微镜的补充。
引用
@article{arxiv.2411.02341,
title = {Optical detection of single sub-15 nm objects using elastic scattering strong coupling},
author = {MohammadReza Aghdaee and Oluwafemi S. Ojambati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02341},
year = {2024}
}