Статья

Название статьи ФОТО-ОРИЕНТАЦИЯ АЗОКРАСИТЕЛЯ В СТЕКЛООБРАЗНОМ ПОЛИМЕРЕ С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОПОЛИНГА
Автор С.С. Харинцев, А.М. Алексеев, К.Л. Нефедьева, А.И. Фишман, Е.А. Филиппова
Рубрика РАЗДЕЛ II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
Месяц, год 09, 2015
Индекс УДК 535.012.2
DOI
Аннотация Исследуется фотоиндуцированная оптическая анизотропия нелинейно-оптических азохромофоров, ковалентно присоединенных к эпоксиаминному олигомеру (ОАХФ), с помощью плазмонной микроскопией высокого разрешения. В основе разработанного метода лежит идея управления поляризацией ближнего поля, генерируемого плазмонной (металлической) наноантенной. Эта задача может быть решена либо с помощью ориентации антенны относительно лазерного пучка, либо с помощью постоянного электрического поля между наноантенной и образцом. В первом случае наноантенна ориентируется относительно исследуемого образца, во втором – нелинейно-оптический хромофор, имеющий дипольный момент, ориентируется относительно оси наноантенны. В зависимости от поляризации падающего излучения (линейная, радиальная, азимутальная, вихревая и др.) можно селективно «настраивать» дипольный резонанс антенны и использовать его для зондирования молекулярных ориентаций хромофоров. В работе показано, что благодаря аксиальной природе тензоров поглощения и поляризуемости азохромофоров можно экспериментально наблюдать гигантское комбинационное рассеяние света ОАХФ-пленки без ее деструкции. Фотоиндуцированная ориентация хромофоров исследуется с помощью метода зонда Кельвина. Рассмотрен адаптивный метод электрохимического травления золотых наноантенн с самонастраивающейся скважностью квадратных импульсов напряжения. Этот подход позволяет выполнить электрохимический дизайн гладких и шероховатых золотых наноантенн. Применение плазмонной наноантенны со смещенным потенциалом приводит, с одной стороны, к изменению показателя преломления (дихроизм), с другой – к обратимым поверхностным деформациям. Рассматриваемые фотореактивные пленки нашли применение в устройствах преобразования частоты света, электрооптических переключателях и ближнеполевых системах записи оптической информации.

Скачать в PDF

Ключевые слова Фотоориентация; оптическая антенна; ближнее поле; азокраситель; оптическая анизотропия; локально усиленная колебательная спектроскопия и микроскопия; полинг.
Библиографический список 1. Mahimwalla Z., Yager K.G., Mamiya J., Shishido A., Priimagi A., Barrett C.J. Azobenzene photomechanics: prospects and potential applications // Polym. Bull. – 2012. – No. 69. – P. 967-1006.
2. Halabieh, R. H. El, Mermut O., Barrett C. Using light to control physical properties of polymers and surfaces with azobenzene chromophores // J. Pure Appl. Chem. – 2004. – Vol. 76. –P. 1445-1465.
3. Ishitobi H., Nakamura I., Kobayashi T., Hayazawa N., Sekkat Z., Kawata S., Inouye Y. Nanomovement of Azo Polymers Induced by Longitudinal Fields // ACS Photonics. – 2014. – Vol. 1. – P. 190-197.
4. Shi W., Ding Y.J., Mu X., Yin X., Fang C. Electro-optic and electromechanical properties of poled polymer thin films // Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 79. – P. 3749.
5. Garrot D., Lassailly Y., Lahlil K., Boilot J.P., Peretti J. Real-time near-field imaging of photoinduced matter motion in thin solid films containing azobenzene derivatives // J. Appl. Phys. Lett. – 2009. – Vol. 94. – P. 033303.
6. Wang Y., Tai O. Y.-H., Wang C.H. Second-harmonic generation in an optically poled azodye/polymer film // J. Chem. Phys. – 2005. – Vol. 123. – P. 164704.
7. Nikonorova N.A., Balakina M.Y., Fominykh O.D., Pudovkin M.S., Vakhonina T.A., Diaz-Calleja R., Yakimansky A.V. Dielectric spectroscopy and molecular dynamics of epoxy oligomers with covalently bonded nonlinear optical chromophores // Chem. Phys. Lett. – 2012. – Vol. 552. – P. 114-121.
8. Bandara H.M.D., Burdette S.C. Photoisomerization in different classes of azobenzene // Chem. Soc. Rev. – 2012. – Vol. 41. – P. 1809-1825.
9. Kharintsev S.S., Fishman A.I., Kazarian S.G., Gabitov I.R., Salakhov M.Kh. Experimental evidence for axial anisotropy beyond the diffraction limit induced with a bias voltage plasmonic nanoantenna and longitudinal optical near-fields in photoreactive polymer thin films // ACS Photonics. – 2014. – Vol. 1, No. 10. – P. 1025-1032.
10. Bian S., Williams J.M., Kim D.Y., Li L., Balasubramanian S., Kumar J., Tripathy S. Photoinduced surface deformations on azobenzene polymer films // J. Appl. Phys. – 1999. – Vol. 86. – P. 4498.
11. Barrett C.J.; Rochon P.L.; Natansohn A.L. Model of laser-driven mass transport in thin films of dye-functionalized polymers // J. Chem. Phys. – 1998. – Vol. 109. – P. 1505.
12. Ishitobi H., Tanabe M., Sekkat Z., Kawata S. The anisotropic nanomovement of azo-polymer // Opt. Express. – 2007. – Vol. 15. – P. 652-661.
13. Kumar J., Li L., Jiang X.L., Kim D.-Y., Lee T.S., Tripathy S. Gradient force: The mechanism for surface relief grating formation in azobenzene functionalized polymers // Appl. Phys. Lett. – 1998. – Vol. 72. – P. 2096.
14. Kharintsev S.S., Fishman A.I., Kazarian S.G., Salakhov M.Kh. Polarization of near-field light induced with a plasmonic nanoantenna // Phys. Rev. B. – 2015. – Vol. 92. – P. 115113.
15. Halabieh R. H. El, Mermut O., Barrett C. Using light to control physical properties of polymers and surfaces with azobenzene chromophores // J. Pure Appl. Chem. –2004. – Vol. 76. – P. 1445-1465.
16. Ishitobi H., Nakamura I., Kobayashi T., Hayazawa N., Sekkat Z., Kawata S., Inouye Y. Nanomovement of Azo Polymers Induced by Longitudinal Fields // ACS Photonics. – 2014. – Vol. 1. – P. 190-197.
17. Mino T., Saito Y., and Verma P. Quantitative analysis of polarization-controlled tip-enhanced Raman imaging through the evaluation of the tip dipole // ACS Nano. – 2014. – Vol. 8, No. 10. – P. 10187.
18. Kharintsev S.S., Alekseev A.M., Vasilchenko L.E., Kharitonov A.V., Salakhov M.Kh. Electrochemical design of plasmonic nanoantennas for tip-enhanced optical spectroscopy and imaging performance // Opt. Mat. Exp. – 2015. – Vol. 5, No. 10. – P. 2225.
19. Kharintsev S.S. Fishman A.I., Salakhov M.Kh. Plasmonic optical antenna design for performing tip-enhanced Raman spectroscopy and microscopy // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2013. – Vol. 46. – P. 145501.
20. Kharintsev S.S., Rogov A.M., Kazarian S.G. Nanopatterning and tuning of optical taper antenna apex for tip-enhanced Raman scattering performance // Rev. Sci. Instrum. – 2013. – Vol. 84. – P. 093106.

Comments are closed.