定制耦合条件下准连续域束缚态与分子振动的耦合
光学
2023-10-31 v1
摘要
光子共振模式可通过局域电场与附近分子的相互作用，在中红外波段与分子的振动模式发生光谱耦合。近期研究表明，对耦合体系进行辐射损耗调控是定制耦合条件并增强分子信号的一种有前景的方法。然而，该策略仅利用金属纳米结构的局域表面等离激元共振实现，其在中红外区域存在增大的欧姆损耗，且在实现高品质因数（Q）方面面临严重限制。在本研究中，我们采用在绝缘体上硅晶圆上制备的硅基超表面，以实现高 Q 因子并调控准连续域束缚态（qBICs）与分子振动之间的耦合条件。通过简单地改变结构不对称参数并利用 qBIC 模式本征的高 Q 因子，我们将共振模式与聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的耦合从弱耦合调控至强耦合区间。此外，我们确定了使增强分子信号最大化的优化不对称参数，为利用互补金属氧化物半导体兼容的全介电材料实现高灵敏度表面增强红外光谱开辟了路径。
引用
@article{arxiv.2308.04630,
title = {Vibrational coupling to quasi-bound states in the continuum under tailored coupling conditions},
author = {Keisuke Watanabe and Hemam Rachna Devi and Masanobu Iwanaga and Tadaaki Nagao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.04630},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 5 main figures + 3 supporting fgures