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强耦合等分圆盘：一种用于等离子体法诺共振的新型紧凑且可调谐平台
摘要： 等离子体人工分子是实现可见光、红外和太赫兹波段线性与非线性光学调控的理想平台。等离子体人工结构中的法诺共振被广泛用于调控光谱线型和定制近场/远场光学响应。强法诺共振的产生通常依赖于高密度等离子体结构中的强耦合效应，而传统光刻技术难以实现可重复制备，这严重阻碍了强法诺共振新型等离子体纳米结构的探索。本研究提出一类具有对称结构的新型法诺共振等离子体分子——均分圆盘结构，其通过亚辐射反键模式与超辐射成键模式的干涉产生强法诺共振。我们采用自主研发的"描绘剥离"光刻技术，成功制备出具有亚20纳米间隙且高度可重复的均分圆盘结构。实验光谱与计算结果高度吻合，证实该几何构型法诺共振的鲁棒性。控制实验表明：当圆盘分割单元从3个增至8个时，法诺共振强度逐步增强。这种可通过独特工艺可靠制备的法诺共振等离子体分子，为光与物质相互作用调控的人工分子设计开辟了新途径并提供了重要见解。
关键词： 草图剥离光刻技术、人工分子、法诺共振、等离子体耦合、微小间隙
更新于2025-09-23 15:21:01
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硅中环状人工分子的逐原子构建
摘要： 硅表面（H-Si(100)）上的氢原子可作为阻蚀层，通过扫描隧道显微镜（STM）实现原子级精度的图案化加工。当以这种方式移除氢原子时，下层硅会暴露出具有化学活性的悬键位点。理论预测表明，单个悬键可充当人造原子，这些悬键组合后能在H-Si(100)表面形成定制分子。本研究展示了一种由悬键构建、跨越三个二聚体行的人工环状分子结构，并通过其分子轨道的光谱测量得到验证。我们发现移除8个氢原子后，形成了与1,4-二硅烯-六硅苯（Si8H8）分子类似的体系。扫描隧道光谱测量显示该分子的π和π*轨道与真空环境中的理论预期完全吻合，这一结论通过硅衬底上悬键体系的密度泛函理论（DFT）计算得到佐证——该计算既与实验结果直接关联，也与孤立分子的计算数据相符。我们认为，以此方式构建的人造分子所具有的独特电子结构，未来可被设计用于分子电子器件、表面催化功能开发以及后续定点沉积的模板制备。
关键词： 分子轨道、人工分子、悬键、反馈控制光刻
更新于2025-09-10 09:29:36