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用于表征单光子发射体(作为生化活性探针)和单分子激光器的量子光学腔——博士项目(有资助)

申请截止日期:2020年2月17日

背景

光学微/纳米结构在激光、计量和生物传感等许多应用中都非常重要。光学微腔将光波限制在一个小而可控的传感区域内。在该传感区域内,可以精确地控制并探索光与物质的相互作用。通过加入金属纳米结构,就可以探索单个分子与金属纳米结构之间的相互作用。尤其令人感兴趣的是研究分子与金属纳米结构中激发的等离激元共振之间的相互作用。我们的目标是研究单个分子与等离激元共振之间的这种基本相互作用,最好是在弱耦合和强耦合两种区域内进行。此外,通过引入腔内法拉第效应和外部磁场,光与分子的相互作用会对分子的手性(chirality)变得敏感。我们雄心勃勃的目标是利用光与分子之间的弱耦合和强耦合相互作用,及其对手性和磁场的依赖性,来检测单个分子的手性。

您的项目

本项目旨在实现用于生化传感和成像应用的单生物分子光子源,并以优化的参数对其进行量子光学表征。我们将设计并制备具有极高品质因数的光等离激元回音壁模式(WGM)光学腔,以实现对单分子所发射单光子的可靠而稳健的收集与表征。研究还将延伸至在单光子和单分子水平上对生化活性进行集成传感的可行调谐与优化方案,并逐步逼近单分子激光器件的特性。这一实验研究项目还包括辅助性的理论研究,用于优化腔体的设计,并对光等离激元传感器激射区域内单分子单光子关联进行全新的基础性分析。此外,通过对量子光学单分子光源实施光子统计分析,该项目还将探索基于量子关联光子探测方案的量子光谱学和化学活性成像的新方法。

我们在寻找什么

我们期待对应用量子光学充满热情、具备量子光学背景且积极进取的物理或工程专业学生,参与这一前沿博士研究项目。该项目以实验为主,同时也有很强的理论成分。您将与物理学家、电气工程师和生物化学家组成的团队一起工作。

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Frank Vollmer 教授

埃克塞特大学生命系统研究所

英国埃克塞特 EX4 4QD

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