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表面等离激元光场调控非线性上转换发光的强度和偏振

来源: X-MOL 2017-07-06 15:44:18

利用贵金属纳米结构的表面等离激元调控荧光材料发光特性一直是一个热点研究领域。表面等离激元可以有效的提升荧光材料的吸收截面和辐射速率，从而大大增强荧光发光效率。近些年来，人们进一步发现非对称的金属纳米结构不仅可以增强荧光材料发光，同时还可以起到类似光学纳米天线的作用，使得荧光定向发射并改变其偏振性。

最近，香港理工大学雷党愿（点击查看介绍）研究组使用具有双等离激元共振模式的金棒-二氧化硅核壳纳米颗粒来增强自身量子效率较低的铒镱共掺的氟化钙上转换纳米晶的发光效率。通过精确控制二氧化硅壳层的厚度，他们获得了高达7倍的红色上转换发光增强和3倍的绿色发光增强，从而显著提高了海拉细胞的多光子荧光成像对比度，表明这种复合纳米结构可以作为有效的非线性荧光探针应用于高对比度的生物成像领域。更重要的是，他们还发现所合成的纳米结构有独特的偏振调控特性：红色发光的偏振方向始终和金棒长轴方向一致，然而绿色发光偏振方向随着激发光偏振方向而改变。通过结合福斯特共振能量转移理论和三维电动力学仿真，他们发现这种独特的偏振响应来源于上转换纳米晶中的发光偶极子和金棒自身两种不同局域表面等离激元偶极子的耦合作用。他们的研究结果不但在精确调控上转换发光领域内开创了一条新的道路，而且有助于发展一系列基于上转换材料的生物成像和传感应用，同时也将促进上转换材料在偏振激发下的光谱研究和基于偏振敏感的纳米光电探测器的应用。

材料学

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