近日,光電工程學(xué)院微納光學(xué)研究所袁小聰教授課題組在表面等離激元光鑷操控金屬納米線方面研究取得新進(jìn)展,在國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威刊物《Nano Letters》發(fā)表了題為《Plasmonic Hybridization Induced Trapping and Manipulation of a Single Au Nanowire on a Metallic Surface》的文章(DOI: 10.1021/nl502975k),我校袁小聰教授和閔長(zhǎng)俊副教授是通訊作者,深圳大學(xué)是通訊作者單位。

近年來(lái),線基金屬納米結(jié)構(gòu)成為光學(xué)研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。納米線由于其細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的特殊性,在納米尺度精確操控納米線在水平面內(nèi)的方向角具有重要意義。傳統(tǒng)的操縱手段主要依賴于激光光鑷技術(shù),然而由于激光對(duì)金屬納米線有較強(qiáng)的排斥力作用,難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操控。本論文在國(guó)際上首次提出并驗(yàn)證了一種基于線偏光激發(fā)表面等離激元(SPP)聚焦效應(yīng)的新型光鑷技術(shù),通過(guò)SPP光鑷對(duì)金屬納米結(jié)構(gòu)的吸引力實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬納米線的穩(wěn)定捕獲,并通過(guò)改變激發(fā)光的偏振方向?qū)崿F(xiàn)了對(duì)金納米線的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。論文從理論上分析了捕獲和旋轉(zhuǎn)的物理機(jī)制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析完美吻合。基于此,進(jìn)一步通過(guò)調(diào)控納米線的位置和方向角,實(shí)現(xiàn)了金屬膜上納米線基結(jié)構(gòu)的搭建,該技術(shù)對(duì)于構(gòu)建光電功能芯片與器件(如邏輯門電路、納米激光器等)具有重要應(yīng)用前景。同時(shí),光束在金屬膜表面激發(fā)的SPP與膜上的金屬納米結(jié)構(gòu)表面激發(fā)的局域表面等離子體(LSP)之間的雜化耦合,會(huì)使金屬膜與金屬納米結(jié)構(gòu)間隙內(nèi)的電磁場(chǎng)產(chǎn)生極大增強(qiáng),這種結(jié)構(gòu)在光譜、傳感、催化、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,并將對(duì)納米光電子學(xué)、納米生物學(xué)和醫(yī)藥學(xué)的研究發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

該研究成果鏈接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl502975k

該研究先后得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):61036013, 61138003),國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):11204141),國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):61377052),973項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):2015CB352004)等資助。

Nano Letters》是由美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)出版的國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威刊物,主要刊登材料科學(xué)領(lǐng)域的研究成果。2014年該刊的影響因子為12.94