Plasmon-asisted resonance energy transfer involving electric and magnetic coupling
Autores: Jin, Lei; Liang, Xiongyu; He, Chengmao; Wang, Tiejun; Liang, Kun; Yu, Li
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Plasmon-asisted resonance energy transfer involving electric and magnetic coupling
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Teoría cuántica
Transferencia de energía por resonancia
Donante quiral
Aceptor
Nanoestructura plasmónica
Moléculas quirales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Desarrollamos una teoría cuántica basada en la electrodinámica cuántica macroscópica para investigar la transferencia de energía de resonancia (RET) entre un donante y un aceptor quirales. Dicha teoría difiere del enfoque anterior de la función Green que requiere condiciones de contorno específicas para obtener una solución analítica para calcular la tasa de RET. Nuestra teoría puede combinar el método de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD), que proporciona un enfoque semianalítico simple y eficiente, para evaluar la tasa de RET quiral en un nanosistema plasmónico arbitrario. Aplicando nuestra teoría a sistemas de moléculas quirales como la 3-metilciclopentanona (3MCP) cerca de nanoestructuras plasmónicas quirales/quirales, se investiga el proceso de RET, que se divide en partes no discriminatorias y discriminatorias. Descubrimos que el plasmón mejorará tanto las tasas no discriminatorias como discriminatorias en comparación con la ausencia de nanoestructuras plasmónicas, pero el plasmón soportado por la nanoestructura quiral contribuye más a la tasa discriminatoria. La proporción de tasas discriminatorias a no discriminatorias en el sistema que consiste en 3MCP y una estructura plasmónica quiral es cinco veces mayor en comparación con el sistema que consiste en 3MCP y una estructura plasmónica aciral. Estos fenómenos pueden atribuirse al acoplamiento eléctrico-magnético quiral. Nuestros hallazgos son importantes para comprender la interacción eléctrico-magnética quirales y acirales y para diseñar dispositivos quimio-sensores y de captura de luz quirales.
Descripción
Desarrollamos una teoría cuántica basada en la electrodinámica cuántica macroscópica para investigar la transferencia de energía de resonancia (RET) entre un donante y un aceptor quirales. Dicha teoría difiere del enfoque anterior de la función Green que requiere condiciones de contorno específicas para obtener una solución analítica para calcular la tasa de RET. Nuestra teoría puede combinar el método de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD), que proporciona un enfoque semianalítico simple y eficiente, para evaluar la tasa de RET quiral en un nanosistema plasmónico arbitrario. Aplicando nuestra teoría a sistemas de moléculas quirales como la 3-metilciclopentanona (3MCP) cerca de nanoestructuras plasmónicas quirales/quirales, se investiga el proceso de RET, que se divide en partes no discriminatorias y discriminatorias. Descubrimos que el plasmón mejorará tanto las tasas no discriminatorias como discriminatorias en comparación con la ausencia de nanoestructuras plasmónicas, pero el plasmón soportado por la nanoestructura quiral contribuye más a la tasa discriminatoria. La proporción de tasas discriminatorias a no discriminatorias en el sistema que consiste en 3MCP y una estructura plasmónica quiral es cinco veces mayor en comparación con el sistema que consiste en 3MCP y una estructura plasmónica aciral. Estos fenómenos pueden atribuirse al acoplamiento eléctrico-magnético quiral. Nuestros hallazgos son importantes para comprender la interacción eléctrico-magnética quirales y acirales y para diseñar dispositivos quimio-sensores y de captura de luz quirales.