「一周前沿」2021.05.03-2021.05.09

石墨烯中的可编程布洛赫极化子

Programmable Bloch polaritons in graphene

https://advances.sciencemag.org/content/7/19/eabe8087.full

将光与物质混合可以实现对光子的有效控制。通过操纵其中的光子或物质成分，可以很容易地对生成的光物质准粒子进行编程。作者将红外光子与石墨烯Dirac电子进行杂化混合，形成表面等离激元极化子（SPPs），并发现了一种以前未曾探索过的方法来控制结构中周期性调制载流子密度的SPPs。在这些周期性结构中，具有连续色散的SPP转化为具有带隙分隔的离散带布洛赫极化子。作者研究了定向布洛赫极化子，并通过输入适当的栅极电压来控制其传播。近场图像的傅立叶分析证实了这种按需纳米光学功能是基于极化带结构的。这种可编程极化子为片上光子电路的推广铺平了道路。

杂化等离激元纳米哑铃用于多强度、第二近红外光诱导的光动力疗法

Hybrid Plasmonic Nanodumbbells Engineering for Multi-Intensified Second Near-Infrared Light Induced Photodynamic Therapy

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00772

光动力疗法(PDT)在感染治疗中显示出巨大的潜力。然而，短波长光的穿透深度较浅和低活性氧(ROS)的产生阻碍了其发展。采用第二种近红外(NIR-II)光用于PDT具有巨大的潜力。在此基础上，作者设计了具有精确Ag掺杂(ACA)的Au/CdSexSy混合等离激元纳米哑铃结构，用于理想的NIR-II光诱导抗菌PDT。等离激元金纳米棒将ACA的光催化活性扩展到NIR-II区域，为NIR-II光诱导PDT研究提供了基础。更重要的是，可以通过以下方式来实现多强度PDT：（i）精心设计的合成纳米哑铃，允许电子空穴同时重新分布在不同区域中；（ii）受益于高效的热电子注入Se和S的阴离子比例可调整，以及（iii）掺杂剂Ag的含量抑制了电子空穴的结合。纳米哑铃产生有效的热电子注入和电子空穴的分离，这为生产ROS提供了极大的便利，并允许NIR-II光诱导的PDT抑制细菌和生物膜。ACA杂化纳米哑铃可以产生约40倍的超氧自由基（·O2-）和更多的羟自由基（·OH）。因此，纳米哑铃的MIC值低于核壳ACA的1/16。体内实验结果进一步证明纳米哑铃表现出出色的PDT功效。

相干等离激元-激子态对光的近乎完美吸收

Near-Perfect Absorption of Light by Coherent Plasmon–Exciton States

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00389

由光-物质相互作用产生的相干现象会导致材料性能的意外改变。为了对相干现象深入探索，作者从实验和理论上研究了相干等离激元-激子态的形成，这些态表现出对入射光>90%的吸收(在共振时)和吸收的抵消。这些相干态是由支持电子激发的材料与能够（接近）完美吸收光的等离激元结构之间的相互作用产生。作者通过测量光激发后可获得的电荷分离来说明这些相干态的潜在意义。

用于复合等离激元涡流场生成和控制的功能超透镜

Functional Meta Lenses for Compound Plasmonic Vortex Field Generation and Control

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00625

携带轨道角动量的表面等离激元极化子具有重要的基础研究和应用意义。但是，产生它们的方法对等离激元的照明特性具有较弱的依赖性，从而对所传递的轨道角动量的大小只能提供有限的控制。实验表明，通过调整涡流发生器的局部和整体几何形状，光螺旋度的变化会在所传递的等离激元角动量上施加任意大的转换。使用时间分辨的光发射电子显微镜，证明了对高阶等离激元涡旋的产生和旋转方向的原始控制。作者概括性地介绍了创建复杂拓扑场的方法，并通过研究和控制“明亮涡旋”来举例说明，该方法将高阶涡旋分解为单位阶涡旋马赛克，同时保持整体角动量密度。

通过原位氟辅助合成，在聚二甲基硅氧烷上无掩膜制备空间分辨等离激元纳米粒子

Maskless Preparation of Spatially‐Resolved Plasmonic Nanoparticles on Polydimethylsiloxane via In Situ Fluoride‐Assisted Synthesis

https://doi.org/10.1002/adfm.202100774

控制宏观材料中的纳米颗粒（NP）的大小和分布可提供通常规难以获得的功能（例如光学，电气，机械，磁性）。通过氟化物辅助方法，作者在聚二甲基硅氧烷（PDMS）上可控原位合成了金属纳米颗粒（NPs）（即AgNPs，AuNPs）。合成过程中，PDMS表面上NP的大小和覆盖范围会随时间和空间进行调节，与无氟方法相比，在F-离子存在下，NP形成的产率提高了10倍，动力学形成速度高达100倍。这种方法可以在PDMS表面上以无掩膜的方式制备线性和阶跃梯度以及一维和二维NP图案。为了应用于柔性等离激元/光子学，作者演示了在PDMS表面具有一维和二维Ag NP梯度的等离激元连续和间歇空间调制。Ag NP梯度可以实现从0到5的光密度和高达100 dB的消光比，以及出色的空间分辨调谐；性能可与商用介电/干扰滤波器媲美。当在光学荧光显微镜中用作滤光片时，Ag NP-PDMS能够阻挡405 nm处的激发光，并保留作为测试用例的微球（100 µm）的绿色荧光。

难熔热等离激元技术对三维受限聚合物的玻璃化转变的纳米传感

Nanoscale Sensing Vitrification of 3D Confined Glassy Polymers Through Refractory Thermoplasmonics

https://doi.org/10.1021/acsphotonics.1c00256

在激光照射下，等离激元纳米结构不仅充当近场增强器，而且还充当热量产生器。热等离激元的新兴领域开创了前所未有的可能性，可以原位探测与温度有关的相变。作者开发了一种等离激元辅助的光学加热新方法，该方法用于对正方形氮化钛（TiN）上沉积的空间受限的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚合物的玻璃化转变温度（Tg）进行光谱识别。通过c-Si（100）衬底的拉曼测温法控制局部光加热，该c-Si（100）衬底可作为温度感应拉曼。借助于反斯托克斯/斯托克斯比和拉曼峰位移，可以证实温度测量的可靠性。通过挤压c-Si基板可以调节光学加热，例如使TiN下方的c-Si柱更长可以实现温度升高。这种特殊性使得有可能在更宽的温度范围内探测Tg，以适应玻璃状聚合物的多样性。

• 本文转自：

https://mp.weixin.qq.com/s/PaqQL8MlS-JDkxFTebU-6Q

• 欢迎搜索关注公众号：等离激元前沿