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有机半导体/金属杂化纳米结构中的强耦合相互作用及超快动力学特性
  • ISSN号:1003-501X
  • 期刊名称:《光电工程》
  • 时间:0
  • 分类:O485[理学—固体物理;理学—物理] O53[理学—等离子体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]四川大学物理科学与技术学院,成都610064, [2]四川大学高能量密度物理及技术教育部重点实验室,成都610065
  • 相关基金:国家自然科学基金(61675139,11374217,11474210,11474207)资助项目
中文摘要:

有源表面等离光子学(active plasmonics)是目前表面等离子体光子学研究的一个重要分支,其基本思想是利用―增益‖物质和纳米金属结构相结合形成杂化金属纳米结构,从而克服表面等离子体激元(surface plasmon polariton,SPP)的耗散问题以及实现对SPP光子的外部操作和调制。本文主要针对有机半导体/金属杂化纳米结构,介绍其相关研究结果。结合色散补偿的光谱相干法和超快泵浦-探测瞬态光谱测量技术,分析了J-凝聚/光栅杂化金属纳米结构的静态和瞬态光学特性,揭示了X-SPP的强耦合过程中的相干和非相干相互作用通道,杂化能态的sub/super-radiance现象,以及有机半导体染料中的激子和SPP之间的瞬态相干能量交换过程:―拉比‖振荡。实现了10 fs量级的SPP光学特性的外部相干调制。

英文摘要:

Active plasmonics, as an important branch of Plasmonics, is growing rapidly over the last decades. The main principle of active plasmonics is to combine surface plasmon polaritons (SPPs) with 'active' materials to compenstate intrinsic weak optical nonlinearities and short propagation lengths of SPPs, so that external manipula- tion and coherent control of SPPs can be realized. Here, we give a brief review of the studies in the area of active plasmonics. In particular, we focus on hybrid J-aggregate/metal nanostructures consisting of J-aggregate excitons and surface p/asmon polaritons supported by metattic nanostructures. Two experimental methods: chrfp-compen- sated spectral interferometry and nonlinear pump-probe spectroscopy are introduced. The strong coupling between J-aggregate excitons and SPPs is studied in detail by probing both the static optical properties and ultrasfast dy- namics of the strongly coupled X-SPP systems. The results reveal that two different energy transfer channels: a coherent resonant dipole-dipole interaction and an incoherent exchange of photons, are coexisting in the hybrid system. Coherent energy exchange, that is, Rabi oscillations between the excitonic and the SPP systems in real time are also investigated. It is found that coherent X-SPP population transfer induces transient oscillations in exciton density, leading to a periodic modulation of the normal mode splitting and thus optical nonlinearity on a 10 fs time- scale.

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期刊信息
  • 《光电工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院光电技术研究所 中国光学学会
  • 主编:罗先刚
  • 地址:四川省成都市双流350信箱
  • 邮编:610209
  • 邮箱:oee@ioe.ac.cn
  • 电话:028-85100579
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-501X
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1346/O4
  • 邮发代号:62-296
  • 获奖情况:
  • 四川省第二次期刊质量考评自然科学期刊学术类质量...,四川省第二届优秀期刊评选科技类期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14003