Probing of sub-picometer vertical differential resolutions using cavity plasmons.
Probing of sub-picometer vertical differential resolutions using cavity plasmons.
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使用腔等离子体探测亚皮米垂直差分分辨率
DOI：
10.1038/s41467-018-03227-7
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发表时间：
2018-02-23
影响因子：
16.6
通讯作者：
Xu H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen W;Zhang S;Deng Q;Xu H
等离激元标尺可用于解决超小的环境、尺寸和材料变化，因为它们具有与响应等离激元纳米结构之间的分离变化的光散射光谱偏移相关的高灵敏度。在这里，我们在几个实验装置中展示了如何使用两种精心选择的材料系统，使用金属纳米线镜装置中的空腔等离子体激元以亚皮米差分分辨率探测垂直尺寸变化。具体来说，我们使用原子层沉积和热膨胀来监测介电层厚度随生长的变化，证明每埃厚度变化的灵敏度分别为 14 nm 光谱偏移和 0.58μm 的垂直差分分辨率。研究结果证实了理论预测，并强调了空腔等离子体激元在一些超灵敏传感应用中的潜在用途。
Plasmon rulers can be used for resolving ultrasmall environmental, dimensional, and material changes owing to their high sensitivity associated with a light-scattering spectral shift in response to changes in the separation between plasmonic nanostructures. Here, we show, in several experimental setups, how cavity plasmons in a metal nanowire-on-mirror setup can be used to probe vertical dimensional changes with sub-picometer differential resolutions using two carefully chosen material systems. Specifically, we monitor the dielectric layer thickness changes in response to growth using atomic-layer deposition and to thermal expansion, demonstrating a sensitivity of 14-nm spectral shift per Ångström thickness change and 0.58 pm of vertical differential resolution, respectively. The findings confirm theoretical predictions and highlight the potential use of cavity plasmons in some ultrasensitive sensing applications.
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