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    Les résonances de réseau de surface plasmonique étroite préfèrent un environnement diélectrique asymétrique

    Nouveau reflex pris en charge par la matrice MIM et son dip en forme de Fano dans un large spectre de réflexion. Crédit :SIAT

    Les nanostructures plasmoniques ont été largement utilisées pour améliorer les interactions lumière-matière en raison de la forte augmentation du champ local dans les volumes sous-longueur d'onde profonds.

    Les résonances plasmoniques de surface localisées (LSPR) et les résonances plasmoniques de surface à propagation (SPR) souffrent toutes deux de facteurs de faible qualité et d'améliorations de champ limitées, résultant en des performances limitées dans les applications. En modelant des nanoparticules métalliques en matrices, les résonances plasmoniques de réseau de surface (SLR) peuvent avoir une perte de rayonnement plus faible, facteurs de qualité supérieure, et des améliorations de champ plus importantes sur de grands volumes.

    Un groupe de recherche dirigé par le Dr Li Guangyuan et le Dr Lu Yuanfu des Instituts de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences a signalé un nouveau type de SLR basé sur des matrices métal-isolant-métal (MIM). Le papier, intitulé « Narrow plasmonic surface lattice resonances avec préférence à l'environnement diélectrique asymétrique, " a été publié le 2 septembre dans Optique Express et a été mis en évidence comme un choix de l'éditeur.

    Les SLR conventionnels sont supportés principalement par des nanoparticules métalliques périodiques et nécessitent un environnement diélectrique symétrique, C'est, le superstrat et le substrat doivent avoir le même indice de réfraction. Si l'environnement diélectrique devient moins symétrique, Les performances du reflex se détériorent considérablement. Cela entrave considérablement les applications pratiques des reflex, en particulier dans les capteurs optofluidiques, où il est difficile de faire correspondre l'indice de réfraction du substrat avec de l'eau ou d'autres fluides.

    Dans un environnement diélectrique moins symétrique (c'est-à-dire pour un plus petit nsup), le reflex conventionnel a un facteur de qualité inférieur, mais le nouveau reflex a un facteur de qualité plus élevé. Crédit :SIAT

    Dans ce travail, les chercheurs ont proposé un nouveau reflex soutenu par un réseau MIM périodique et avec un facteur de qualité plus élevé dans un environnement diélectrique moins symétrique. Ils ont montré que lorsque l'environnement diélectrique était aussi asymétrique que l'environnement air/verre, le SLR proposé avait un facteur de qualité élevé de 62 en incidence normale et de 147 en incidence oblique dans le régime visible, ou plusieurs fois les facteurs de qualité les plus élevés des reflex conventionnels dans les mêmes conditions.

    Ils ont également illustré qu'une plate-forme de détection opto-microfluide basée sur le SLR proposé sous incidence normale (sans optimisation) avait une sensibilité de 316 nm/RIU et une figure de mérite (FOM) de 25. Cette FOM est beaucoup plus grande que celle de la technologie conventionnelle. LSPR, Capteurs SPR ou SLR.

    Les chercheurs pensent que le SLR qu'ils ont proposé, présentant des facteurs de qualité plus élevés dans un environnement moins symétrique, est attrayant pour diverses applications, dont les nanolasers, optique non linéaire, détection ultrasensible, et modulateurs.

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