清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Color Routing of the Emission from Magnetic and Electric Dipole Transitions of Eu3+ by Broken-Symmetry TiO2 Metasurfaces

材料科学 偶极子 对称(几何) 凝聚态物理 磁偶极子 原子物理学 电偶极子跃迁 分子物理学 物理 量子力学 几何学 数学
作者
Ayesheh Bashiri,Aleksandr Vaskin,Katsuya Tanaka,Michael Steinert,Thomas Pertsch,Isabelle Staude
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (1): 506-514 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c08270
摘要

Manipulation of magnetic dipole emission with resonant photonic nanostructures is of great interest for both fundamental research and applications. However, obtaining selective control over the emission properties of magnetic dipole transitions is challenging, as they usually occur within a manifold of spectrally close emission lines associated with different spin states of the involved electronic levels. Here we demonstrate spectrally selective directional tailoring of magnetic dipole emission using designed photonic nanostructures featuring a high quality factor. Specifically, we employ a hybrid nanoscale optical system consisting of a Eu3+ compound coupled to a designed broken-symmetry TiO2 metasurface to demonstrate directional color routing of the compound's emission through its distinct electric and magnetic-dominated electronic transition channels. Using low numerical aperture collection optics, we achieve a fluorescence signal enhancement of up to 33.13 for the magnetic-dominated dipole transition at 590 nm when it spectrally overlaps with a spectrally narrow resonance of the metasurface. This makes the, usually weak, magnetic dipole transition the most intense spectral line in our recorded fluorescence spectra. By studying the directional emission properties for the coupled system using Fourier imaging and time-resolved fluorescence measurements, we demonstrate that the high-quality-factor modes in the metasurface enable free-space light routing, where forward-directed emission is established for the magnetic-dominated dipole transition, whereas the light emitted via the electric dipole transition is mainly directed sideways. Our results underpin the importance of magnetic light–matter interactions as an additional degree of freedom in photonic and optoelectronic systems. Moreover, they facilitate the development of spectrometer-free and highly integrated nanophotonic imaging, sensing, and probing devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
幸福幸福完成签到 ,获得积分10
刚刚
隐城完成签到,获得积分10
5秒前
幸福完成签到 ,获得积分10
9秒前
酷酷的紫南完成签到 ,获得积分10
11秒前
xuxu完成签到 ,获得积分10
24秒前
疯狂的凡梦完成签到 ,获得积分10
33秒前
暮晓见完成签到 ,获得积分10
37秒前
智者雨人完成签到 ,获得积分10
43秒前
t铁核桃1985完成签到 ,获得积分0
1分钟前
恒牙完成签到 ,获得积分0
1分钟前
自由的幻柏完成签到,获得积分10
1分钟前
浚稚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
qiqiqiqiqi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高高高完成签到 ,获得积分10
2分钟前
fluttershy完成签到 ,获得积分10
2分钟前
whykm91完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
俏皮诺言完成签到,获得积分10
2分钟前
聪慧的从雪完成签到 ,获得积分10
2分钟前
MYC007完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Jzhaoc580完成签到 ,获得积分10
2分钟前
软软垂耳兔完成签到,获得积分10
3分钟前
今天不熬夜完成签到 ,获得积分10
3分钟前
波西米亚完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
dax大雄完成签到 ,获得积分10
3分钟前
ninini完成签到 ,获得积分10
3分钟前
cwanglh完成签到 ,获得积分10
3分钟前
炳灿完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
summer完成签到 ,获得积分10
4分钟前
苏亚婷完成签到,获得积分10
4分钟前
辣目童子完成签到 ,获得积分10
4分钟前
dx完成签到,获得积分10
4分钟前
debu9完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
沸石完成签到 ,获得积分10
4分钟前
racill完成签到 ,获得积分10
4分钟前
byron完成签到 ,获得积分10
4分钟前
花誓lydia完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 500
GMP in Practice: Regulatory Expectations for the Pharmaceutical Industry 500
简明药物化学习题答案 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6299772
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8116890
关于积分的说明 16991162
捐赠科研通 5360538
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2847617
邀请新用户注册赠送积分活动 1825116
关于科研通互助平台的介绍 1679387