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面向低温应用的金属-介电天线设计

Designing metallo-dielectric antennas for cryogenic applications

Siwei Luo, Tim Hebenstreit, Alexey Shkarin, Jan Renger, Tobias Utikal, Stephan Götzinger

arXiv 2609.11809首次发表:更新:

发表机构

Max Planck Institute for the Science of Light; Friedrich Alexander University Erlangen-Nuremberg(马克斯·普朗克光科学研究所; 埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

本文设计了面向低温单有机发射体的金属-介电天线,以DBT/p-DCB为模型,实现任意偶极取向超90%光子收集效率,并给出制造指南及实验验证。

AI 中文摘要

我们提出了针对单个有机发射体定制的低温金属-介电天线的设计,其中主体材料的选择对天线几何结构施加了特定约束。以对二氯苯(p-DCB)中的二苯并三联苯(DBT)作为模型系统,我们展示了对于荧光分子的任意偶极取向,光子收集效率可超过90%。该天线设计本质上是宽带的,并且对结构内发射体的定位具有容错性。我们进一步提供了完整天线架构的具体制造指南,并通过记录制造天线内单个分子的背焦面图像(BFP)实验验证了其工作原理。

英文摘要

We present the design of cryogenic metallo-dielectric antennas tailored to single organic emitters, where the choice of host material imposes specific constraints on the antenna geometry. Using dibenzoterrylene (DBT) in para-dichlorobenzene (p-DCB}) as a model system, we show that photon collection efficiencies exceeding 90% can be achieved for arbitrary dipole orientations of the fluorescent molecule. The antenna design is intrinsically broadband and tolerant to emitter positioning within the structure. We further provide concrete fabrication guidelines for the full antenna architecture, and experimentally demonstrate its operating principle by recording a back-focal-plane image (BFP) of a single molecule inside a fabricated antenna.

Comments12 pages, 6 figures

论文原文

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