Novo SLR suportado pelo array MIM e seu mergulho em forma de Fano dentro de um amplo espectro de reflexão. Crédito:SIAT
As nanoestruturas plasmônicas têm sido amplamente utilizadas para aumentar as interações luz-matéria devido ao forte aumento do campo local em volumes sub-comprimentos de onda profundos.
Ressonâncias de plasmon de superfície localizada (LSPRs) e ressonâncias de plasmon de superfície de propagação (SPR) sofrem de fatores de baixa qualidade e aprimoramentos de campo limitados, resultando em desempenho restrito em aplicativos. Ao padronizar nanopartículas de metal em matrizes, ressonâncias de rede de superfície plasmônica (SLRs) podem ter menor perda de radiação, fatores de maior qualidade, e melhorias de campo maiores em grandes volumes.
Um grupo de pesquisa liderado pelo Dr. Li Guangyuan e Dr. Lu Yuanfu dos Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências relatou um novo tipo de SLR baseado em matrizes metal-isolador-metal (MIM). O papel, intitulado "Ressonâncias de rede de superfície plasmônica estreita com preferência para ambiente dielétrico assimétrico, "foi publicado em 2 de setembro em Optics Express e foi destacado como Escolha do Editor.
SLRs convencionais são suportados principalmente por nanopartículas de metal periódicas e requerem um ambiente dielétrico simétrico, isso é, o superestrato e o substrato devem ter o mesmo índice de refração. Se o ambiente dielétrico se torna menos simétrico, O desempenho do SLR se deteriora dramaticamente. Isso dificulta muito as aplicações práticas de SLRs, especialmente em sensores optofluídicos, onde é difícil combinar o índice de refração do substrato com água ou outros fluidos.
Em um ambiente dielétrico menos simétrico (ou seja, para nsup menor), a SLR convencional tem um fator de qualidade inferior, mas a nova SLR tem um fator de qualidade superior. Crédito:SIAT
Nesse trabalho, os pesquisadores propuseram um novo SLR apoiado por um array MIM periódico e com um fator de qualidade superior em um ambiente dielétrico menos simétrico. Eles mostraram que quando o ambiente dielétrico era tão assimétrico quanto o ambiente de ar / vidro, a SLR proposta tinha um fator de alta qualidade de 62 sob incidência normal e 147 sob incidência oblíqua no regime visível, ou várias vezes os fatores de qualidade mais elevados de SLRs convencionais nas mesmas condições.
Eles também ilustraram que uma plataforma de detecção de opto-microfluido com base no SLR proposto sob incidência normal (sem otimização) tinha uma sensibilidade de 316 nm / RIU e uma figura de mérito (FOM) de 25. Este FOM é muito maior do que o convencional LSPR, Sensores SPR ou SLR.
Os pesquisadores acreditam que o SLR que eles propuseram, apresentando fatores de maior qualidade em um ambiente menos simétrico, é atraente para diversos aplicativos, incluindo nanolasers, óptica não linear, detecção ultrassensível, e moduladores.
