論文の概要: Super interference fringes of two-photon photoluminescence in individual
Au nanoparticles: the critical role of the intermediate state
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.13080v1
- Date: Thu, 24 Dec 2020 03:13:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 11:57:31.646135
- Title: Super interference fringes of two-photon photoluminescence in individual
Au nanoparticles: the critical role of the intermediate state
- Title（参考訳）: 個々のAuナノ粒子における2光子フォトルミネッセンスの超干渉縞--中間状態の臨界役割
- Authors: Yao Li, Yonggang Yang, Chengbing Qin, Yunrui Song, Shuangping Han,
Guofeng Zhang, Ruiyun Chen, Jianyong Hu, Liantuan Xiao, and Suotang Jia
- Abstract要約: 個々のAuナノビピラミド(AuNP)の2光子発光測定
パワー依存測定により、インパルス遅延が数十フェムト秒から数十ピコ秒に変化したとき、非線形性の1から2への変換が明らかになった。
その結果、貴金属ナノ粒子の超高速ダイナミクスにおける中間状態の役割についての知見が得られた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1572380440242407
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The interaction between light and metal nanoparticles enables investigations
of microscopic phenomena on nanometer length and ultrashort time scales,
benefiting from strong confinement and enhancement of the optical field.
However, the ultrafast dynamics of these nanoparticles are primarily
investigated by multiphoton photoluminescence on picoseconds or photoemission
on femtoseconds independently. Here, we presented two-photon photoluminescence
(TPPL) measurements on individual Au nanobipyramids (AuNP) to reveal their
ultrafast dynamics by two-pulse excitation on a global time scale ranging from
sub-femtosecond to tens of picoseconds. Two-orders-of-magnitude
photoluminescence enhancement, namely super interference fringes, has been
demonstrated on tens of femtoseconds. Power-dependent measurements uncovered
the transform of the nonlinearity from 1 to 2 when the interpulse delay varied
from tens of femtoseconds to tens of picoseconds. We proved that the real
intermediate state plays a critical role in the observed phenomena, supported
by numerical simulations with a three eigenstates model and further experiments
on Au nanospheres with different diameters. The crucial parameters, including
the dephasing time, the radiative rate, and the coupling between different
states, have been estimated using numerical simulations. Our results provide
insight into the role of intermediate states in the ultrafast dynamics of noble
metal nanoparticles. The giant photoluminescence in super interference fringes
enables potential practical applications in imaging, sensing, and
nanophotonics.
- Abstract（参考訳）: 光と金属ナノ粒子の相互作用は、ナノメートル長と超短時間スケールの微視的現象の研究を可能にし、強い閉じ込めと光学場の強化の恩恵を受ける。
しかし、これらのナノ粒子の超高速ダイナミクスは、主にピコ秒上の多光子フォトルミネッセンスやフェムト秒上のフォトエミッションによって研究されている。
そこで本研究では,auナノビピラミド(aunp)の2光子発光(tppl)測定を行い,サブフェムト秒から数十ピコ秒までの時間スケールにおける2パルス励起による超高速ダイナミクスを明らかにした。
2次光ルミネッセンス増強、すなわちスーパー干渉縞は数十フェムト秒で実証されている。
パワー依存測定により、パルス間遅延が数十フェムト秒から数十ピコ秒に変化したときの非線形性の変換が発見された。
3つの固有状態モデルによる数値シミュレーションと、異なる直径を持つAuナノスフィアのさらなる実験により、実中間状態が観測現象に重要な役割を果たすことを示した。
数値シミュレーションにより, 劣化時間, 放射率, 異なる状態間のカップリングなどの重要なパラメータを推定した。
貴金属ナノ粒子の超高速ダイナミクスにおける中間状態の役割について考察した。
超干渉縞の巨大な光ルミネッセンスは、イメージング、センシング、ナノフォトニクスにおいて潜在的に実用的な応用を可能にする。
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