論文の概要: Optical scattering imaging with sub-nanometer precision based on position-ultra-sensitive giant Lamb shift

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.03247v2
• Date: Sun, 4 Jun 2023 15:35:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 04:03:00.888273
• Title: Optical scattering imaging with sub-nanometer precision based on position-ultra-sensitive giant Lamb shift
• Title（参考訳）: 位置感応性巨大ラムシフトに基づくサブナノメータ精度による光散乱イメージング
• Authors: Zeyang Liao, Yuwei Lu, and Xue-Hua Wang
• Abstract要約: プラズモンナノ構造に非常に近い量子エミッタのラムシフトは、自由空間よりも3桁以上大きい。 蛍光の代わりに散乱スペクトルを検出することにより、量子エミッタのサブナノメータ精度を有する光局在化・偏光顕微鏡法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9558392439655011
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Lamb shift of a quantum emitter very close to a plasmonic nanostructure, mainly induced by the higher-order plasmonic dark modes, can be three or more orders of magnitude larger than that in the free space and it is ultra-sensitive to the emitter position and polarization. We show that this giant Lamb shift can be sensitively observed from the scattering spectrum dip shift of coupled system when the plasmonic nanoparticle or tip scans through the emitter. Based on these observations, we propose an optical localization and polarization microscopy scheme with sub-nanometer precision for a quantum emitter via detecting the scattering spectrum instead of fluorescence. Our method is free of fluorescence quenching problem and it is relatively easier to be implemented in the plasmon-emitter coupling system. Moreover, the sample in our method does not need to be placed inside a plasmonic picocavity to enhance the radiative fluorescence rate and it also works even if the quantum emitter is slightly below a dielectric surface which can bring about broader applications in various fields, such as physics, chemistry, medicine, life science and materials science.
• Abstract（参考訳）: 高次プラズモニックダークモードによって主に誘導されるプラズモニックナノ構造に非常に近い量子エミッタのラムシフトは、自由空間において3桁以上大きな大きさで、エミッタ位置と偏光に極性がある。 この巨大ラムシフトは、プラズモニックナノ粒子または先端がエミッタを通して走査する場合、結合系の散乱スペクトルのディップシフトから敏感に観測できることを示した。 これらの観測に基づいて、蛍光の代わりに散乱スペクトルを検出することにより、量子エミッタのサブナノメータ精度を有する光局在化および偏光顕微鏡手法を提案する。 本手法は蛍光焼成問題がなく,プラズモン-エミッタカップリング系において比較的容易に実装できる。 さらに、この方法の試料は、放射蛍光率を高めるためにプラズモニックピコキャビティ内に置かれる必要はなく、また、量子エミッタが誘電体面より少し下でも機能し、物理学、化学、医学、生命科学、物質科学など様々な分野に広く応用することができる。

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