金纳米球-银纳米线耦合结构量子点荧光自发辐射增强及表面等离激元传导

编号：CYYJ02234

篇名：金纳米球-银纳米线耦合结构量子点荧光自发辐射增强及表面等离激元传导

作者：袁洪瑞 钟莹 刘海涛

关键词： 微纳光学 荧光 表面等离子体 金属光学 纳米结构 纳米操纵

机构： 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室 天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室

摘要： 利用原子力显微镜(AFM)、荧光显微成像系统以及时间分辨单光子计数(TCSPC)系统,对金纳米球(AuNS)-银纳米线(AgNW)耦合结构纳米间隙内的量子点荧光自发辐射增强以及表面等离激元(SPP)传导特性进行研究。实验使用两种方式实现了金纳米球和银纳米线间的耦合。第一种方式为:将金纳米球和量子点的混合溶液及银纳米线溶液依次涂覆到SiO2基片上,寻找随机存在的金纳米球-银纳米线耦合结构。第二种方式为:利用AFM进行纳米操纵,在SiO2基片上实现了可控的金纳米球和银纳米线耦合结构。利用该结构,实现了最高达到611的量子点自发辐射速率增强因子,同时也观测到了被增强的荧光激发SPP沿银纳米线传导。利用COMSOL Multiphysics仿真软件,对金纳米球-银纳米线耦合结构附近不同位置和偏振的量子点自发辐射速率增强因子进行了模拟计算,并且和单个金纳米球、单根银纳米线附近量子点自发辐射速率增强因子进行了对比,结果表明金纳米球-银纳米线耦合结构能够获得更高的自发辐射速率增强因子。计算了量子点激发的银纳米线上SPP的场分布,得到了与实验相符的结果。