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[转载]【一周前沿】2021.08.09-2021.08.15

已有 692 次阅读 2021-8-15 21:56 |个人分类:一周前沿|系统分类:论文交流|文章来源:转载

本周,小编为大家精选了等离激元领域的进展,涉及等离激元涡流腔、各向异性手性超材料、等离激元增强光电流、2D材料静电调谐和抗菌光催化等领域

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等离激元涡流腔中的轨道角动量倍增

Orbital angular momentum multiplication in plasmonic vortex cavities

https://advances.sciencemag.org/content/7/33/eabg5571

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光的轨道角动量是光子学的核心特征。它通过等离激元对表面的局域特征揭示了许多现象和潜在的应用。作者引入了结构边界的反射作为产生和控制等离激元轨道角动量的新自由度。通过实验证明了等离激元涡流腔能产生一系列涡流脉冲,其拓扑电荷随时间增加。利用时间分辨光电发射显微镜跟踪空腔内这些角速度减速等离激元脉冲序列,其时空动力学超过300飞秒,结果表明角动量以空腔手性阶数的倍数增长。引入这种自由度来控制由等离激元涡流传递的轨道角动量,可以使泵浦探针像量子初始系统一样小型化,增加等离激元镊子施加的扭矩,并有可能实现具有拓扑动态演化的涡旋晶格腔。


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用于偏振转换和检测的高效各向异性手性等离激元超材料

Highly Efficient Anisotropic Chiral Plasmonic Metamaterials for Polarization Conversion and Detection

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02278

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等离激元手性超材料在光通信、生物医学诊断、偏振成像和圆二色光谱等方面具有优秀的应用前景,引起了广泛的研究兴趣。然而,等离激元结构中的光学损耗严重限制了实际应用。作者提出了具有强手性的高效亚波长厚度等离激元手性超材料的设计概念和实验演示。所提出的设计利用等离激元超表面来控制光的相位和偏振,并利用各向异性薄膜干涉效应来增强光学手性,同时最大限度地减少光学损耗。基于这样的设计理念,作者通过实验演示了传输效率高达90%和消光比大于180的圆偏振滤光片、转换效率高达90%的偏振转换器以及片上集成微滤波器阵列等光学器件,用于在宽波长范围 (3.5–5μm) 内进行高精度斯托克斯偏振检测。所提出的概念通过结构的设计可适用于近红外到太赫兹光谱区域。


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金纳米棒局域等离激元增强单个光系统I型复合物的光电流

Enhancement of the Photocurrent of a Single Photosystem I Complex by the Localized Plasmon of a Gold Nanorod

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04691

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采用导电原子力显微镜(AFM)和共聚焦荧光显微镜相结合的方法,测量了位于单个金纳米棒(AuNRs)附近的单个三聚体光系统I型(PSI)复合物的光电流。同时激发PSI和AuNR纵向等离激元模式,检测到了单个PSI的光电流与单个AuNR的位置相关,从而可以深入了解等离激元诱导的现象,而这些现象在集成实验中是无法实现的。 作者观察到局域等离激元的光电流增强平均值为2.9倍,最大增强高达8倍。通过激光的偏振选择性,激发了纵向等离激元模式,实现了光电流增强的可控开关。增强程度与PSI和AuNRs之间距离的关系表明,除了增强吸收之外,还有一种额外的增强机制直接影响电子传输过程。这项研究为等离激元增强光电流的分子机制提供了更深入的见解,这种机制不仅存在于PSI中,而且在其他系统中也可能存在。


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溶液法制备的原子级薄NbSe2中的静电可调谐近红外等离激元共振

Electrostatically Tunable Near‐Infrared Plasmonic Resonances in Solution‐Processed Atomically Thin NbSe2

https://doi.org/10.1002/adma.202101950

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在宽光谱范围内,近红外(NIR)等离激元可以应用于通信、能量收集、传感等领域,所有这些都将得益于静电可控的近红外等离激元。然而,由于强电场屏蔽效应和支持NIR等离激元所需的高载流子浓度,很难用静电直接控制体近红外等离激元。得益于溶液法制备的优质薄膜和原子级薄2D材料的增强静电效应,作者克服了这个限制,并且报告了在少层 NbSe2光栅中约360cm-1的范围内进行静电调制的NIR等离激元共振。NbSe2等离激元还由于其原子厚度而产生强场限制,并从分层结构中提供额外程度的共振频率调制。这项研究将易于生产且性能良好的金属2D材料确定为有前景的材料,可将静电可调谐等离激元扩展到技术上重要的NIR范围。


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光敏等离激元纳米复合材料作为抗菌光催化涂层

Sunlight-Sensitive Plasmonic Nanostructured Composites as Photocatalytic Coating with Antibacterial Properties

https://doi.org/10.1002/adfm.202105807

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微生物引起的感染是一个全球性公共卫生问题,需要不断得提出新的抗菌策略。通过光催化材料产生活性氧(ROS)是对抗微生物的一种有吸引力的方法。根据这种方法,二氧化钛(TiO2)构成了一种出色的光驱动ROS发生器。然而,半导体的宽带隙将它的使用限制在紫外光谱区域。作者提出了由TiO2纳米颗粒和等离激元金纳米棒(AuNRs)组成的纳米复合材料,用于阳光照射下对细菌进行光灭活,旨在将纳米复合材料的光催化作用扩展到可见光和近红外范围。结果表明,在模拟阳光照射下,不同复合材料的涂层具有光降解罗丹明B、产生ROS、光催化灭活细菌生物膜蛋白的功能,并具有较强的抗菌活性。这种 AuNRs/TiO2光催化复合材料可能为制备具有抗菌活性的可见光响应薄膜提供新的方法。


本文转自:https://mp.weixin.qq.com/s/kN0XAVKsFY1D2IBj31b9EQ

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