暗视野光谱学、技术和照明

电浆纳米结构被广泛使用在许多不同的研究和应用领域,如生物传感器技术,nano-spectroscopy^(1、2、3)、nano-photonics等等。这主要是因为他们表现出强烈的近场增强,局限于附近的结构有密切的关系。电浆纳米结构的光学特性是具有挑战性的,都由于个体结构的低光照强度,因为多个广泛的电浆共振可以兴奋由于不同励磁条件下或多极订单,不容易分离。随着结构通常远小于可见光的衍射极限及其散射强度相对较低,他们不能用亮场显微镜成像好,和透射光谱也收益率较低的信噪比。为了克服这些问题,可以使用暗场散射光谱。纳米结构以这样一种方式被照亮,只收集散射光,因此收益率高对比度图像和光谱。

设置

设置测量暗场散射光谱,单电浆纳米结构是图1所示。首先,白光源集中到样品表面。

图1:示意图暗场设置用于自动记录的光谱的单一的纳米结构。

这里的照明角度应该选择的方式没有反射光会进入显微镜物镜。然后只散射光收集的客观性和分成两条路径。一个路径持续到相机成像,另一种是针对成像光谱仪(和或三叶草sr - 303 - i)与ccd检测器(和或iDus DU416A-LDC-DD)。检查是否一个结构定位在探测器的中心,摄谱仪是用于图像模式。那么电动调整狭缝,这样只有一个结构是可见的。使用“单线”功能,只有行对应于结构的CCD读出。这种方式可以获得单个纳米结构的谱,考虑到其他结构足够远(~ 3μm 50 x客观)。散射强度很低,高量子效率和较低的暗电流iDus检测器的先决条件是一个好的信噪比。样品安装在piezo-stage,并使用定制的软件与和或SDK,它可以自动把光谱放在普通的纳米结构网格。

结果

电浆纳米结构组装在一个常规5 x5网格使用电子束光刻技术。两个nano-circles在近距离暴露在每个网格的位置。黄金热蒸发和随后发射导致高纵横比的支柱。这些支柱的快速热退火导致quasi-spherical二聚体的形成纳米结构尺寸小差距。在图2的扫描电子显微镜(SEM)图像这样的纳米结构数组描述的一部分。在每个网格点与任何一种单一的纳米结构(由于有限的粘附在制造过程中)或两个领域。

图2:SEM图像的不同的纳米结构组装的一部分5 x5数组。

个人暗场散射光谱被为每个使用图1中描述的安装结构。沿着长二聚体入射光的偏振轴,所以只有偶极模式的二聚体是兴奋。在图3的结果对结构中描述图2所示。通过查看信噪比并将它与相应的扫描电镜图像,可以看到,二聚体散射截面远高于单一领域。此外,仔细观察光谱的二聚体显示,偶极模式显示了减少差距的大小越来越红移。

图3:暗场散射光谱(强度[a.u。]与波长400 - 950纳米)的单电浆纳米结构,图2所示。进行了测量与安装图1所示。灰色的线代表原始数据,彩色线条平滑,减少噪音。

结论

暗场光谱学是一种广泛使用的技术,纳米结构的光学特性,和添加一个自动安装使用和或SDK提供了一个方便和可靠的方式描述单一的纳米结构。也这使大量的结构的表征,从而统计分析的属性。

引用

[1]c·谢弗,D.A. Gollmer, a .贺南洪j . Fulmes Weber-Bargioni,卡布里尼,P.J.舒克D.P. Kern m·弗莱舍单粒子的等离子体共振研究三维锥形nanoantennas,纳米级7861 (2013)

[2]A.J. Meixner r .贼鸥,贼鸥,a·布劳尔k . Scherzinger j . Fulmes s zur烤箱Krockhaus D.A. Gollmer, D.P. Kern m·弗莱舍单一量子点耦合电浆nanocones:光学性质,法拉第讨论184、321 (2015)

[3]j . Wang j . Butet A.-L。Baudrion, a .贺南洪g .桑德琳O.J.F.马丁A.J. Meixner, m·弗莱舍,下午。亚当,A . Horneber d .张二次谐波发生之间的直接比较,从单一连接黄金南双光子光致发光