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扫描隧道显微镜中分子光辐射的调控

李晓光 [1], 胡远章 [1], 陈功 [2],
[1] 深圳大学高等研究院
[2] 郑州大学物理系，中国科学技术大学微尺度国家实验室
Published in 2018

扫描隧道显微镜（STM）中的金属针尖在光照下可在其附近形成极大的局域电场增强，这种高度局域的电场可以改变在其附近分子的辐射特性。本研究中，我们将特殊荧光分子置于STM针尖下方，利用针尖和金属衬底形成的纳米腔中的强大电场增益，来调控分子荧光辐射强度。研究结合实验观测和理论分析，理论计算主要采用了COMSOL电磁场仿真模块。通常人们认为，纳腔内局域电场的主要分量垂直于衬底平面，所以只有当分子跃迁偶极垂直于衬底，才能和纳腔等离激元有效耦合。相反，分子偶极垂直于衬底时，分子辐射很大程度上会被淬灭。然而实验发现，在分子和衬底之间加入一层绝缘层后，即使分子偶极跃迁平行于衬底，电致发光依然很强。我们通过COMSOL软件模拟了我们所需要的STM模型，包括不同针尖形态，以及引入脱耦合层（包括脱耦合层的厚度材料）对于荧光淬灭产生的影响。本研究将有助于我们了解STM中针尖和衬底形成纳腔的近场光学特性。

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