Vollmer 纳米与量子生物传感实验室
用于手性分子超灵敏检测的光的弱耦合与强耦合——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
您将使用我们实验室现有的两种光学传感平台,并进一步对其加以改造,以实现项目目标。第一种平台采用玻璃微球光学腔,将光限制在回音壁模式中。您将通过用磁光玻璃制作微腔,或在腔体表面涂覆具有较大法拉第旋转的分子,来引入法拉第效应。您将学习如何用各种等离激元纳米颗粒对该微腔进行修饰。您将使用非荧光、荧光和手性分子,探测等离激元纳米颗粒与单分子之间的光与物质相互作用。您将使用的第二种平台将光限制在硅光子晶体波导中。您将研究在该平台上引入等离激元纳米结构和法拉第旋转的方法。您将借助外部调制磁场开展两种传感实验,传感区域的磁场强度最高可达1特斯拉。这两个平台将为您提供一个非凡的参数空间,用以探测等离激元纳米颗粒与单分子之间的弱、强及手性光与物质相互作用。
我们在寻找什么
我们正在寻找积极进取的学生,需对光学、物理、纳米光子学、应用电磁理论充满热情,并具备生物传感知识或对单分子生物传感充满热忱。您乐于在我们的跨学科研究团队中工作,开发单分子光学传感方法。