Five-photon up-conversion with Aluminum array
Dr Gao’s (Kunming University, former PD) work on five-photon upconversion photoluminescence using aluminum nanoantenna has been published in ACS Applied Materials & Interfaces. / Gao博士 (昆明大学、元PD)のアルミニウムナノアンテナによる高次アップコンバージョン蛍光の増強の研究成果がACS Applied Materials & Interfacesに掲載されました！ Congrats, Gao-kun! 本研究の一部は科研費（22H01776, 21H04619）、泉科学技術振興財団(2021-J-048)の助成を受け行われました
The incorporation of up-conversion luminescence (UCL) materials into various plasmonic structures promotes light–matter interactions in nanophotonic systems. It has been experimentally demonstrated that UCL enhancement entailing two photons exhibits a quadratic dependence on the excitation intensity. However, in the field of plasmonics, there have not been sufficient studies on high-order multi-photon up-conversion processes. We report up-to-five-photon UCL, wherein lambda = 1550 nm near-infrared light is converted to 382 nm ultraviolet light, from core–inert shell nanoparticles coupled to aluminum plasmonic lattices. The five-photon UCL intensity of nanoparticles on the plasmonic lattice is over-800-times stronger than that on the flat glass. We demonstrate that the enhancement of UCL scales with the n-th power of the local field enhancement for n-photon process. These findings give a strategy to obtain high-order multi-photon UPL with aluminum plasmonic nanostructures, and could contribute to anti-counterfeiting application. / アップコンバージョン発光 (UCL) 材料をさまざまなプラズモニック構造に組み込むと、ナノフォトニック システムにおける光と物質の相互作用が促進されます。 2 つの光子を伴う UCL 増強は、励起強度に対して 2 次依存性を示すことが実験的に実証されています。 しかし、プラズモニクスの分野では、高次多光子アップコンバージョン過程に関する十分な研究がありませんでした。 アルミニウムプラズモン格子に結合したコア – 不活性シェルナノ粒子から、波長 1550 nmの近赤外光が382 nmの紫外光に変換される、最大5光子のUCLを報告します。 プラズモニック格子上のナノ粒子の 5 光子 UCL 強度は、平面ガラス上のそれよりも 800 倍以上強力です。 UCL の強化が、n 光子プロセスの局所場強化の n 乗でスケールすることを示します。 これらの発見は、アルミニウム プラズモニック ナノ構造を備えた高次多光子 UPL を取得するための戦略を提供し、偽造防止アプリケーションに貢献する可能性があります。
Up-to-five-photon up-conversion from near-infrared to ultraviolet luminescence coupled to aluminum plasmonic lattices Yuan Gao1,2, Shunsuke Murai1,* Kenji Shinozaki3, and Katsuhisa Tanaka1
ACS Applied Materials & Interfaces Publication Date:February 8, 2023 https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c14990