Nanoradiator-Mediated Deterministic Opto-Thermoelectric Manipulation.
Nanoradiator-Mediated Deterministic Opto-Thermoelectric Manipulation.
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DOI：
10.1021/acsnano.8b05824
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发表时间：
2018-10-23
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Zheng Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu Y;Lin L;Bangalore Rajeeva B;Jarrett JW;Li X;Peng X;Kollipara P;Yao K;Akinwande D;Dunn AK;Zheng Y
胶体纳米粒子和分子的光学操纵在许多领域中是重要的。利用光、热和电场之间的多重耦合的光热电纳米镊子使得能够在等离子体基片上对纳米颗粒进行低功率光学捕获。然而，对光到热转换的管理以实现纳米颗粒的通用和精确操纵仍然难以捉摸。在此，我们探索了作为光热纳米辐射器的等离子体天线处的光热电捕获，以实现对纳米颗粒的低功率（~0.08 mW/μm2）和确定性操纵。具体地说，纳米粒子的精确光学操纵是通过亚波长热热点的光学控制来实现的。我们采用飞秒激光束，以进一步提高热本地化和精确捕获的单个~30 nm的半导体量子点在天线的等离子体激元-激子耦合可以调谐。由于其低功耗，精确和多功能的粒子控制，光热电操纵可以在光子学，生命科学和胶体科学中应用。
Optical manipulation of colloidal nanoparticles and molecules is significant in numerous fields. Opto-thermoelectric nanotweezers exploiting multiple coupling among light, heat, and electric fields enables the low-power optical trapping of nanoparticles on a plasmonic substrate. However, the management of light-to-heat conversion for the versatile and precise manipulation of nanoparticles is still elusive. Herein, we explore the opto-thermoelectric trapping at plasmonic antennas that serve as optothermal nanoradiators to achieve the low-power (~0.08 mW/μm2) and deterministic manipulation of nanoparticles. Specifically, precise optical manipulation of nanoparticles is achieved via optical control of the subwavelength thermal hot spots. We employ a femtosecond laser beam to further improve the heat localization and the precise trapping of single ~30 nm semiconductor quantum dots at the antennas where the plasmon–exciton coupling can be tuned. With its low-power, precise, and versatile particle control, the opto-thermoelectric manipulation can have applications in photonics, life sciences, and colloidal sciences.
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