Forskningsområdet omkring feltforstærkning i metalliske nanostrukturer omhandler forholdet mellem en given lysbelysning og de lokale elektriske felter, der opstår i prøven som følge af belysningen. En relativt simpel, men stadig kontrollerbar belysning kan komme fra en halogenpære i et standard optisk mikroskop, hvor det er muligt at observere forskellige farver fra nanostrukturerne afhængigt af deres (målbare) reflektions-, transmissions-, absorptions- og spredningsspektre.
Afhængigt af nanopartiklernes præcise geometri, materialets egenskaber samt den kombinerede indflydelse fra nærliggende nanopartikler og substrat, vil hver konfiguration kunne føre til mulige lokaliserede overfladeplasmonresonanser, som kan undersøges med mere præcise lyskilder såsom femtosekundlasere fokuseret til diffraktionsbegrænsede punkter, der scannes hen over prøven. De ultrakorte pulser muliggør høj spidsintensitet, mens den gennemsnitlige intensitet forbliver lav nok til at undgå termiske skader på prøven.
Resonansen i nanostrukturerne fører dernæst til yderligere lokal intensitetsforstærkning og såkaldte “hot-spots” med markant øget sandsynlighed for ikke-lineære processer, f.eks. kan to indkommende fotoner absorberes samtidig af nanostrukturen og derefter re-emitteres som tofotoners fotoluminescens (TPL), hvilket bruges til at estimere den lokale feltforstærkning.
Når lovende nanopartikelkonfigurationer er identificeret, anvender vi disse til overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS), som giver fingeraftryksinformation om forskellige molekyler adsorberet tæt på de resonante nanopartikler og i hot spots. Vi benytter både lineær spektroskopi samt TPL- og SERS-karakterisering i flere projekter, herunder selvorganiserede nanostrukturer og sensorteknologiske anvendelser.
Derudover har vi også anvendt Raman-mikroskopi til at skelne mellem normale og unormale humane embryonale stamceller.
Her er nogle af vores forskningsartikler med yderligere detaljer:
- Enhancement of two-photon photoluminescence and SERS for low-coverage gold films, Opt. Express 24, 16743-16751 (2016). [PDF]
- Light extinction and scattering from individual and arrayed high-aspect-ratio trenches in metals, Phys. Rev. B. 24, 93:075413 (2016). [PDF]
- Plasmonic black metals via radiation absorption by two-dimensional arrays of ultra-sharp convex grooves,Sci. Rep 24, 4, 6904 (2014). [PDF]
- Optical spectroscopy of single Si nanocylinders with magnetic and electric resonances, Scientific Reports 4 24, 4126 (2014). [PDF]
- Polarization-resolved two-photon luminescence microscopy of V-groove arrays, Opt. Express, 20 24, 654-662 (2012). [PDF]
- Tuning surface plasmons in interconnected hemispherical Au shells, Opt, Opt. Express, 20 24, 534-546 (2012). [PDF]
- Identification of Abnormal Stem Cells Using Raman Spectroscopy, Stem Cells and Development, 21 24, 2152-2159 (2012). [PDF]