原位表面声子等离子体的性质

表面等离子体极化子和表面声子极化子由于其高度的空间约束，为增强二维材料中光与物质的相互作用提供了新的机会。欧洲杯足球竞彩此外，它们还促进了新型光子器件的发展，如超透镜、亚波长超材料等。欧洲杯足球竞彩

一个具有纳米空间分辨率和宽光谱覆盖的多功能光学成像和光谱工具对于在不同应用中获得这种极化激发的原位表征是必要的。

利用s-SNOM进行纳米级成像

s-SNOM提供了一种独特的方法，通过非侵入性近场光物质相互作用，选择性地激发和局部检测真实空间中的电子和振动共振。

在整个中红外光谱范围内提供纳米级成像和光谱的独特能力由Anasys nanoIR3-s宽带系统（2.5微米 - 15微米/ 4000 - 670厘米^-1）.这是通过耦合一个基于飞秒OPO/DFG激光器的超亮宽带光源来实现的。

该激光源也可改变其用于成像（窄线宽模式和4cm -1的光谱分辨率线宽^-1）和光谱（宽线宽模式>200厘米^-1），同时具有高的激光功率和宽光谱范围。

图1所示。中红外条件下hBN的光学介电常数。¹

通过研究六方氮化硼（六方氮化硼）的表面声子极化的分散体，该技术的潜力可以证明。六方氮化硼具有靠近其两个剩余射线波段双曲线光学介电常数在中红外区域．

光学介电常数、w与760厘米的共振^-1为平面外(εz)和1370厘米^-1在平面（ε吨），已绘制（参见图1）．NANOIR3-S宽带系统成像HBN纳米片样品的实验原理图示于图2中。IR光密切关注AFM探针，并在尖端顶点发射HBN表面声子极谱。

被激发的表面声子极化子形成驻波模式，沿表面传播并从样品边缘反射。图3显示了在hBN样品不同位置采集的纳米ftir光谱示例。

图2。由超宽带中红外激光光源和一个致密的纳米FTIR显微镜的nanoIR3-S宽带系统的示意图。

NanoIR3-S宽带系统中的应用

的nanoIR3-S宽带系统当以窄线宽模式进行成像时，可以在目标波长上获取高分辨率2D纳米纳米纳米纳米·偏振子。完整的表面声子谱超过670-4000厘米^-1当在宽线宽模式下进行光谱分析时，可以以纳米分辨率在目标样品位置采集。通过在不同位置采集光谱，在一次测量中给出了全表面声子极化色散的空间光谱纳米成像。

图3。上的薄的hBN纳米片示出了系统的谱移与距离到边缘变化的近场光学光谱

图4描绘了近场中窄线宽模式收集在六方氮化硼纳米片图像。通过光栅在特定波长，AFM高度（图4a）和一个近场图像在所选波长扫描样品在同一时间都聚集。以不同的激光波长IR近场图像在10cm的调谐步骤^-1如图4b-w所示。

在整个范围内，可以看到每张图像中沿样本边缘的驻波模式。驻波模式系统地随激光频率和距离样品边缘的距离而变化。只要将条纹周期加倍，就可以得到λp波长。

图4。在上下窄线宽模式不同波长的hBN纳米片近场光学图像。每个图像是1.5微米×1.5微米与10纳米像素间隔：1）AFM高度;B-w）的近场在不同的波数的图像，示出了声子表面极化（SPP）波图案的系统性变化。

宽线宽模式下的光谱图如图5所示。全表面声子极化子色散的空间光谱纳米成像可以通过在一定范围内获取光谱来绘制成三维数据立方体。图5a显示了空间光谱纳米成像，它以瀑布式的方式绘制了一堆光谱，其中包含了单独的光谱，如图3所示。

每个光谱的光谱分辨率(3厘米)^-1）具有一分钟的采集时间，线扫描像素间隔为15nm，总测量时间为约2.5小时。图5中的太空光谱图，以宽线宽模式获得> 200厘米^-1光谱线宽，显示完整的S-SNOM振幅和六方氮化硼的相位响应，与1370厘米列入光学声子的^-1和表面声子极化波1370年至1550年之间厘米范围^-1．

图5。上的六方氮化硼纳米薄片Spatiospectral nanoimaging：（A）谱的阵列被下沿虚线白线宽线宽模式收集;通过在与作为垂直轴位置的瀑布方式伪色绘制光谱的堆叠中，对振幅（b）和相位（c）中产生的spatiospectral nanoimaging图，分别。在时空光谱扫描显示了完整的表面声子极化声子整个范围频率响应，具有高光谱分辨率（3厘米^-1）.线扫描像素间距为15nm，每个频谱都有1分钟的采集时间，总测量时间为约2.5小时

结论

随着宽带光谱（和空间 - 光谱成像）成像的组合能够通过所述nanoIR3-S宽带系统为纳米空间分辨率，宽光谱覆盖范围和高信号进行纳米材料，提供了一种强大的表面声子散差纳米纳米图谱的强大工具。欧洲杯足球竞彩

参考

考德威尔j . D。等等。（2014）。子衍射体积限制极化在天然双曲线材料：六方氮化硼。Nat,审稿。5,5221。

这些信息来源于布鲁克纳米表面公司提供的材料，该公司已经收购了Anasys Instruments公司。欧洲杯足球竞彩有关此来源的更多信息，请访问力量纳米表面。