各向异性金纳米棒薄膜材料

2016-06-14
研发部

 (a)金纳米棒吸收光谱图; (b) 薄膜拉伸方法示意图; (c) 横向(II, IV)和纵向(I,III)偏振光激发下金纳米棒吸收谱图; (d) 实验测得非线性吸收系数随激发功率关系

  金属纳米结构的表面等离子体光学在光催化、纳米集成光子学、光学传感、生物标记、医学成像、太阳能电池,以及表面增强拉曼光谱(SERS)等领域有广泛的应用前景,这些功能和金属纳米结构与光相互作用时产生的表面等离子体共振密切相关。

        金纳米棒具有横向和纵向两个等离子体共振(SPR)吸收峰.如果将金纳米棒按照一个方向排列起来,则偏振方向平行于这个方向的光场分量将被金纳米棒的轴向等离子体共振模吸收,而偏振方向垂直于这个方向的光场分量则不受影响的透过.基于这个原理可以制成波长范围在550 ~1550 nm的金纳米棒偏振片.然而在水溶液中金纳米棒的取向随机分布,群体表现出各向同性SPR特性,丧失了单个金纳米棒所特有的偏振相关特性.

       中科院物理研究所光物理实验室李志远研究组采用了一种薄膜加热和拉伸方法,成功将群体金纳米棒按照拉伸方向排列起来,使得宏观上线偏光能够有选择地同时激发所有金纳米棒的纵向或横向SPR.进一步研究发现,群体金纳米棒的定向排列能够还原单个金纳米棒的偏振相关非线性特性,提高薄膜材料的非线性各向异向指数(提高~20倍),同时,样品的非线性吸收系数被提高近1-2个数量级.相关实验结果发表在Applied Physics Letters 96,260103(2010)上。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司