纳米粒子-狭缝腔与介质波导的偏振无关集成用于片上表面增强拉曼光谱
光学
2025-05-20 v1
摘要
在等离激元纳米结构中，纳米粒子-镜面（NPoM）腔——由金属纳米粒子与金属镜面通过分子级单层分离构成——在亚纳米甚至小于 1 nm 的间隙中提供了极致的场局域。NPoM 腔的一种变体是纳米粒子-狭缝（NPoS）构型，其中纳米粒子被放置在金属板上刻蚀的分子级窄缝上，从而形成两个纳米尺度的间隙用于等离激元局域。值得注意的是，NPoS 腔还可以作为双偶极天线，同时局域红外和可见光，这在分子光力学中很有应用前景。对于许多应用而言，希望将这些腔集成到芯片上，并通过光子集成波导提供对热点区域的访问（和收集）。在本工作中，我们提出、设计并实验演示了 NPoS 等离激元腔与硅基芯片上介质波导的高效集成。为此，我们使用氮化硅狭缝波导，并展示了基模 TE 和 TM 模式均可驱动该腔，从而实现偏振无关的操作。我们通过对芯片上 BPT 分子进行表面增强拉曼光谱实验，验证了我们的概念，该芯片采用标准硅制造工艺并结合金纳米球的确定性定位在等离激元偶极天线间隙中制备。
引用
@article{arxiv.2410.16183,
title = {Polarization-Insensitive Integration of Nanoparticle-on-a-Slit Cavities with Dielectric Waveguides for On-chip Surface Enhanced Raman Spectroscopy},
author = {Javier Redolat and Daniel Arenas-Ortega and Ángela Barreda and Amadeu Griol and Elena Pinilla-Cienfuegos and Alejandro Martínez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.16183},
year = {2025}
}