Kontrollierte Anregung von Quantenemittern durch nichtlineare plasmonische Nahfelder
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt haben wir die nichtlineare Emission von plasmonischen Nanostäbchen untersucht. Ihre Hauptkomponenten sind die kohärente zweite und dritte Harmonische des fundamentalen Laserpulses und die inkohärente Photolumineszenz des heißen Elektronengases, das in einem Multiphotonenprozess angeregt wird. Wir haben untersucht, wie sich diese drei Beiträge ändern, wenn die Temperaturen des Elektronengases und des Gitters durch einen blauen Heiz-Puls verändert werden, und fanden heraus, dass die nichtlineare Photolumineszenz sehr empfindlich auf Änderungen der Elektronengastemperatur reagiert, während die dritte Harmonische nur von der Gittertemperatur beeinflusst wird. In einem zweiten Zweig verglichen wir die räumlichen Emissionsmuster dieser drei nichtlinearen Komponenten. Aus früheren Arbeiten hatten wir ein Umschalten des Emissionsmusters der dritten Harmonsichen erwartet, wenn die fundamentale Laserfrequenz über die plasmonische Resonanz dritter Ordnung des Nanostäbchens durchgestimmt wird. Dieses Umschalten haben wir nun für die nichtlineare Photolumineszenz durch Real-Space-Imaging bestätigt. Da die zugrundeliegende Quelle immer das gleiche fundamentale Nahfeld ist, sind beide Schaltmuster innerhalb des experimentellen Rauschens konsistent. In Zukunft wollen wir diese nichtlinearen Nahfelder nutzen, um Quantenemitter wie Farbstoffmoleküle oder Proteine an gut kontrollierbaren Positionen anzuregen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Ultrafast Nonlinear Spectroscopy of Nanostructures, Dissertation, Bayreuth
Julian Obermeier
-
Switching nonlinear emission patterns of plasmonic nanostructures, DPG SKM conference 2023, Dresden, Poster O 43.2
Valentin Dichtl, Kilian Wittman, Thorsten Schumacher & Markus Lippitz
