Theoretical Investigation of Optical Detection and Recognition of Single Biological Molecules Using Coherent Dynamics of Exciton-Plasmon Coupling.
Theoretical Investigation of Optical Detection and Recognition of Single Biological Molecules Using Coherent Dynamics of Exciton-Plasmon Coupling.
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DOI：
10.1021/jp405651b
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发表时间：
2013-08-20
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Mao CB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sadeghi SM;Hood B;Patty KD;Mao CB
我们利用量子相干性在一个由一个金属纳米棒和一个半导体量子点组成的系统中研究能够对单个生物分子进行数字光学检测和识别的等离子体纳米传感器。在这种传感器中，当特定分子与具有一定强度和时间宽度的光脉冲相互作用时，特定分子对纳米棒的吸附关闭系统的发射。所提出的量子传感器可以计算相同类型的分子数量，或者利用可以高度确定地测量的数字光学信号区分分子类型。我们表明，这些传感器是基于系统的相干动力学的超快剧变和去除相干阻塞的能量转移从量子点的纳米棒一旦吸附过程已经发生。
We use quantum coherence in a system consisting of one metallic nanorod and one semi-conductor quantum dot to investigate a plasmonic nanosensor capable of digital optical detection and recognition of single biological molecules. In such a sensor the adsorption of a specific molecule to the nanorod turns off the emission of the system when it interacts with an optical pulse having a certain intensity and temporal width. The proposed quantum sensors can count the number of molecules of the same type or differentiate between molecule types with digital optical signals that can be measured with high certainty. We show that these sensors are based on the ultrafast upheaval of coherent dynamics of the system and the removal of coherent blockage of energy transfer from the quantum dot to the nanorod once the adsorption process has occurred.
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