以全介质硅纳米间隙天线增强单分子的荧光信号

由于等离激元天线可以在纳米尺度有效地操控光并且增强光-物质相互作用，所以对纳米光子学具有深广的影响。然而，金属中的吸收损失非常大，从而限制了其在可见光谱范围内的等离激元应用。

为了避免与金属等离激元天线相关的损耗，最近采用介质纳米结构作为等离激元天线的解决方案引起了研究者的较大兴趣。法国菲涅尔研究所（Institut Fresnel）的Regmi等人以电子束曝光技术和反应离子刻蚀技术在硅薄膜上制备了可以实现荧光增强的全介质纳米间隙等离激元天线。由于避免了因吸收而产生的热效应，具有20nm间隙的二聚体可获得的对单分子的荧光强度高达270倍的增强效果。相较于金纳米天线，这种硅天线避免了非辐射性淬灭和热损耗这两个主要的限制因素，而且，这种方案为向CMOS片上单分子检测芯片的实现迈出了重要一步。该项研究成果发表在Nano Lett. 16 5136 （2016）上。

图1：用于单分子荧光信号增强的硅纳米间隙天线。