日本科学技术署 从带有等离子体法布里-珀罗尖端的扫描隧道显微镜结发出的光在扫描隧道显微镜结中被隧穿电子激发
发射光(hv)显示了由轴上传播的表面等离子激元的法布里-珀罗干涉产生的调制光谱
信用:熊谷隆 通过使用聚焦离子束技术对金针尖进行纳米加工，可以在扫描隧道显微镜结中操纵纳米级光
德国柏林弗里茨-哈伯研究所的研究人员证明，纳米级等离子体结中的纳米光谱可以用等离子体法布里-珀罗尖端调制
纳米光的精确控制对于研究纳米材料和单分子的结构、动力学和光电子特性的纳米成像和光谱学至关重要
光学显微术和光谱学的空间分辨率是由一个人在空间中能限制光的多少决定的，由于衍射极限，空间分辨率通常最多被限制在半微米左右
然而，通过使用金属纳米结构激发局域表面等离子体共振(LSPR)，光可以被限制在纳米尺度
在尖锐的金属尖端使用这种纳米光特别有用，因为它可以用于扫描隧道发光(STL)和散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)，执行纳米成像和光谱学来观察纳米材料甚至单个分子
然而，纳米结中纳米光的精确操纵仍然是一个突出的问题
因为纳米光(LSPR)的性质是由针尖的纳米结构决定的，所以它的操作需要纳米级的精细加工技术
此外，由于电磁场的强增强效应，限制在纳米腔中的纳米光非常重要，这使得超灵敏的纳米尺度成像和光谱学成为可能
柏林弗里茨-哈伯研究所的一个研究小组，由博士领导
熊谷隆现在证明了纳米光谱的操纵可以通过用聚焦离子束铣削技术精确成形等离子体金尖端来实现
作为示范，他们制作了一个非常锋利的尖端，在它的轴上有一个凹槽，如扫描电子显微镜图片所示
利用扫描隧道显微镜，即电子光谱和光学光谱的结合，研究了限制在由凹槽尖端和原子级平坦银表面形成的纳米腔中的纳米光的光谱响应
当驻波的形成在电动力学模拟中被可视化时，具有凹槽尖端的STML光谱显示出由尖端轴上的表面等离子体激元的法布里-珀罗型干涉产生的特征调制
实验结果和模拟:(1)金纤维尖端的扫描电镜图像
在离顶点一段距离(1)处形成一个凹槽
短期交易日志测量示意图
光发射(hv)通过隧道电子(e-)在结中激发LSPR而发生
通过光纤探针获得的短链氯化石蜡光谱
对于具有凹槽的尖端观察到光谱调制，并且振荡周期取决于凹槽距离
具有凹槽的光纤尖端的二维电场绘图的电动力学模拟
SPP的直立形成发生在尖端轴上
信用:熊谷隆 光谱调制可以由轴上的凹槽位置精确控制
他们还证明了SPP法布里-珀罗干涉可以通过优化整体尖端形状来改善
这项工作显示了将扫描探针技术和利用光纤纳米制造等离子体尖端相结合的巨大潜力，以研究纳米腔中纳米光和光-物质相互作用的性质，这是等离子体和纳米光学的重要前沿
此外，光纤制造的等离子体尖端通常适用于s-SNOM技术，从而为高精度的纳米级成像和光谱学铺平了道路
此外，在等离子体顶端的强近场的光谱控制可能为实现低能电子显微术和全息术的相干激光触发电子点源开辟新的机会
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