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纳米尺度光机械分子阻尼的观测——光诱导力显微镜中光谱对比度的起源机制
Almajhadi, MA., Uddin, SMA., Wickramasinghe, HK.
Nat Commun
Abstract
红外光诱导力显微镜（IR-PiFM）是一种扫描探针光谱技术，可在纳米尺度上映射样品的形貌与化学特性。对于具有纳米周期性的制备样品（如嵌段共聚物薄膜的自组装结构），IR-PiFM可相对简便地实现化学表征。尽管IR-PiFM技术已取得成功，但其光谱对比度的起源仍不明确，阻碍了科学界开展定量测量研究。本文通过实验探究了IR-PiFM记录振动共振的对比度机制。研究表明，样品的光谱测量信息直接关联于振荡悬臂中损失的能量——这是分子在其振动光学共振处被激发的直接结果，称为光机械阻尼。悬臂的品质因子（Q值）与样品的局域极化率可通过数学关联实现定量分析。本文引入耗散型针尖-样品相互作用的基本理论，以模拟观测到的光机械阻尼现象。