《纳米和飞秒尺度上的等离子体拓扑准粒子》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2020-12-24
  • 自然于2020年12月23日发布关于纳米的内容,文章指出在经典物理学和量子物理学的界面,麦克斯韦和薛定谔方程描述了光场如何驱动和控制电子现象,以使光波电子在太赫兹或千赫频率和在超小尺度。光照射金属的电场与电子相互作用并在阿秒尺度上产生准粒子,如激子或等离子体。在这里,我们在一个结构银薄膜中创建并成像一个拓扑等离子体自旋纹理准粒子。线偏振光的自旋角动量分量与设计的几何相位阿基米德耦合结构相互作用产生不同轨道角动量的等离子体波。这些电浆子场发生自旋轨道相互作用,它们的叠加产生一系列电浆子涡。其中三个涡旋可以形成具有非平凡拓扑电荷的自旋结构,类似于磁梅隆准粒子。这些自旋纹理局限在半波长的光内,并存在于等离子体场的时间尺度上。我们使用超快非线性相干光电子显微镜来生成阿秒级的涡旋场空间演化视频;电磁模拟和解析理论证实了等离子体梅隆准粒子的存在。准粒子形成手性场,在纳米空间尺度和20飞秒时间尺度(“纳米飞秒尺度”)上打破了时间反转的对称性。这种非平凡自旋角动量拓扑的瞬态产生与量子物质的宇宙结构产生和拓扑相变有关,并可能在纳米飞秒尺度上传递量子信息。

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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
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    • 了解分子的手性或利手性是很重要的,因为在许多生化反应中都能观察到对映体的选择性,而且由于手性超材料具有特殊的光操纵能力,如偏振控制、负折射率和手性传感,近年来的发展也很重要。手性纳米结构的制备采用了岩石学、分子自组装等纳米制造技术,但三维手性结构的大规模、简单的制备方法仍是一个挑战。因此,手性转移是一种更简单、更有效的手性形态控制方法。尽管一些研究已经描述了分子手性向微米级螺旋陶瓷晶体的转移,但这种技术还没有应用于数百纳米的金属纳米颗粒。本文提出了一种手性金纳米粒子的合成策略,利用氨基酸和多肽控制纳米粒子的光学活性、旋向性和手性等离子体共振。实现这样的手性结构的关键需求是high-Miller-index表面的形成({hkl}, h≠k≠l≠0)本质上的手性,由于存在“变态”sites20, 21、22纳米颗粒在增长。手性成分存在于纳米粒子的无机表面以及氨基酸和多肽中,导致这些元素在界面上的对映选择性相互作用;这些相互作用导致纳米粒子的不对称演化,并形成由高度扭曲的手性元素组成的螺旋状形态。我们培养的金纳米颗粒显示出很强的手性等离子体光学活性(不对称因子0.2),即使随机分散在溶液中;这一观察结果是由理论计算和直接可视化的宏观色彩转换。我们预期,我们的策略将有助于合理设计和制造三维手性纳米结构,用于等离子体超材料的应用。
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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2018-10-15
    • 多用途材料库的二维过渡金属二硫族化合物(TMD)单层膜为许多未开发的研究领域所关注。单层TMDs表现出高效的激子发射,但由于其低维度引起的弱光吸收限制了其潜在的应用。为了增强TMDs的光物质相互作用,虽然各种等离子体杂交方法已经深入研究,但通过自组装过程控制等离子体纳米结构仍然是一个挑战。本文报道了在室温下通过老化的自组装工艺在TMDs上杂交的等离子体银纳米颗粒(NPs)中强光物质相互作用。这种杂交是通过将化学气相沉积生长的MoS2单层膜转移到薄膜上实现的。几周后老化的真空干燥器、Ag原子heterolayered电影分散的二硫化钼层二氧化硅垫片和自我检测集群到二硫化钼点缺陷,导致形成的Ag NPs与估计≈直径50 nm。与裸MoS2相比,Ag - NP/MoS2杂化体的光致发光强度提高了35倍,这是由于等离子体Ag - NPs附近的局部场增强所致。通过数值模拟和暗场散射显微镜系统地研究了这种混合的局域表面等离子体共振模式。 ——文章发布于2018年10月10日