Zhan, Jinxin (2023) A new broadband, interferometric scanning near-field spectroscopy technique for probing the time-domain response of single nanoparticles. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Metallische, halbleitende und dielektrische Nanopartikel sind hervorragende Werkzeuge zur Lokalisierung von Licht auf der Nanoskala. Ihre optischen Formresonanzen begrenzen Licht in bestimmten lokalisierten Moden und in spektralen Bereichen. Oft sind die Lebensdauern der optischen Resonanzen dieser Partikel so kurz, im Bereich von wenigen Femtosekunden, dass direkte zeitaufgelöste Messungen ihrer lokalisierten optischen Nahfelder äußerst schwierig sind. Wir verwenden einem optischen Rasternahfeldmikroskop (sSNOM) in Kombination mit spektraler Interferometrie einzelne MAPbI3-Perowskit-Nanopartikel analysieren. Aufgrund einer Kopplung von Exzitonen an die Mie-Resonanzen der Partikel erwartet man deutliche Fano-Resonanzen in den optischen Spektren der Partikel. Erbringen wir durch die Messung von Amplitude und Phase des lokalen optischen Feldes der Partikel mit hoher räumlicher und spektraler Phase einen direkten Nachweis für diese Fano-Resonanzen.

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Ein neuartiges interferometrisches, breitbandiges Rasternahfeld-Spektroskopie-Verfahren zur Untersuchung der Impulsantwort einzelner Nanopartikel im Zeitbereich

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Metallic, semiconducting and dielectric nanoparticles form outstanding tools for localizing light on the nanoscale. Their optical shape resonances confine light in certain localized modes and in spectral regions. Often, the lifetimes of the optical resonance of those particles are so short, in the range of few femtoseconds, that direct time-resolved measurements of their localized optical near-fields are highly challenging. Here, we employ a scattering-type scanning near-field optical microscope (sSNOM) combined with spectral interferometry to analyze single MAPbI3 perovskite nanoparticles, promising new candidates for nanoscale light sources. Their optical spectra are expected to feature distinct Fano resonances, arising from the coupling of excitons to the Mie resonances of the particles. We provide direct evidence for these Fano resonances by measuring amplitude and phase of their local optical near-field with high spatial and spectral resolution.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Near-field spectroscopy, Fano-Resonanzen, Zustandsdichte, Licht
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	25 Sep 2023 14:26
Last Modified:	25 Sep 2023 14:27
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/5871
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-59524
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