通过延长等离激元寿命实现单分子分辨率超快近场光学显微镜
光学
2021-06-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
最近的一项研究表明：当一个长寿命粒子置于等离激元金属纳米粒子附近时，等离激元振荡的寿命会延长，但“仅”在该长寿命粒子附近 [PRB 101, 035416 (2020)]。在此，我们证明这一现象可用于超高（单分子）分辨率的超快无孔径（散射）SNOM 应用。我们使用三维麦克斯韦方程的精确解。我们用飞秒激光照射一个金属涂层的硅探针，其尖端顶点放置了一个量子发射体（QE）。尖端感应的近场迅速衰减，除了在亚纳米尺寸的 QE 附近。因此，分辨率仅受限于 QE 的尺寸。由于在探针尖端放置 QE 具有挑战性，我们提议利用一种新发现的现象：二维材料中的应力诱导缺陷形成。当将单层，例如过渡金属二硫化物（TMD），转移到 AFM 探针上时，探针对二维 TMD 的压痕会在探针的最尖锐点，即恰好在其尖端，产生一个缺陷中心。此外，该缺陷的共振频率可通过施加到探针上的电压进行调谐。我们的方法同样可用于无背景噪声的非线性成像，并有助于实现单分子尺寸的化学操控。
引用
@article{arxiv.2007.01131,
title = {Single-molecule-resolution ultrafast near-field optical microscopy via plasmon lifetime extension},
author = {Rasim Volga Ovali and Ramazan Sahin and Alpan Bek and Mehmet Emre Tasgin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.01131},
year = {2021}
}
备注
4 pages, 3 pages of references, 5 figures