少层MoS2亚纳米间隙针尖增强纳米成像中的量子极限
光学
2015-12-24 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
除石墨烯外的二维(2D)材料，如过渡金属硫族化合物(TMDs)，具有独特的机械、光学和电子特性，在柔性器件、催化和传感方面有着广阔的应用前景。利用光致发光和拉曼光谱对TMDs进行光学成像，可以揭示结构、应变、掺杂、缺陷、边缘态、晶界和表面功能化的影响。然而，拉曼信号天生微弱，迄今为止在TMDs中的空间分辨率局限于几百纳米，远大于这些效应的本征尺度。本文利用少层MoS2的共振针尖增强拉曼散射(TERS)克服了衍射极限，获得了空间分辨率 ~20 nm 的纳米级光学图像。这是由于在优化的亚纳米间隙共振针尖-基底构型中实现了电场增强。我们通过以亚埃精度改变针尖-样品间隙来研究信号增强的极限，并观察到亚纳米间隙下的量子猝灭行为以及肖特基-欧姆转变，从而能够基于这一新对比机制进行表面映射。这种具有几纳米厚MoS2结的等离激元间隙模式增强的量子状态可能用于设计新型量子光电子器件和传感器。
引用
@article{arxiv.1512.07333,
title = {Quantum limit in subnanometre-gap tip-enhanced nanoimaging of few-layer MoS2},
author = {Yingchao Zhang and Dmitri V. Voronine and Shangran Qiu and Alexander M. Sinyukov and Mary Hamilton and Alexei V. Sokolov and Zhenrong Zhang and Marlan O. Scully},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.07333},
year = {2015}
}