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我校物科院科研成果在国际著名期刊上发表
发布时间:2015-03-03 11:02:05    点击次数:

近日,我校物理科学与技术学院王鸣教授课题组在纳米尺度环形腔阵列大面积可控制备与传感应用的研究中取得进展,该成果以“Self-Assembled Large-Area Annular Cavity Arrays with Tunable Cylindrical Surface Plasmons for Sensing”为题在2015224出版的《ACS Nano》上发表(2015, 9 (2), pp 1913–1925, DOI: 10.1021/nn506834r),《ACS Nano》是国际纳米科学和技术研究领域的顶级期刊之一, 2014SCI期刊影响因子为12.062

 

在亚微米/纳米尺度金属(金,银)环形狭缝中能够形成圆柱形表面等离激元(cylindrical surface plasmons,该现象在纳米激光器、纳米粒子捕获(trapping)、显示、太阳能电池、生化检测等方面有重要的应用前景。但受制于该环形狭缝低效、高成本的加工方法(目前多采用电子束刻蚀的方法,在狭缝深度和宽度上有加工局限,同时难以实际应用),对该结构的深入实验研究及应用存在很大困难。

王鸣教授课题组提出一种能够形成圆柱形表面等离激元的纳米金属环形腔结构,设计了可大面积(平方厘米)、批量制备这种环形腔结构的制备工艺:采用纳米球自组装、反应离子刻蚀及磁控溅射镀膜技术。这种工艺利用成熟的半导体加工流程,可控性、重复性高,成本低,并且环形腔的各项结构参数大范围连续可调控,调控精度约10 nm。仿真和实验结果表明,通过改变加工参数,这种纳米环形腔阵列中形成的表面等离激元共振波长在可见到近红外波段连续可调。

论文进一步研究了这种结构的偏振、角度相关的光谱特性以及其在液体折射率传感和用作表面增强拉曼基底(SERS)的性能,实验结果表明其具有可调的高折射率灵敏度以及很高的SERS增强特性。

这种纳米金属环形腔阵列及其制备方法给研究人员提供一种实验研究CSP应用的平台,同时也为基于CSP的应用和器件走向实用化提供了一种工艺方案。以上工作得到了国家自然科学基金纳米制造重大研究计划培育项目的资助。

 该研究的第一作者为我校2011级物理电子学博士研究生倪海彬,通讯作者为王鸣教授。

文章链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn506834r


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