
本研究では、金属格子構造(基板はシリコン、その上に正弦波状フォトレジスト格子、さらに正弦波状フォトレジスト格子と精密に整合された金属銀格子、そして最上部にRh800色素分子)を用いて、表面プラズモン共鳴モードと励起波長との整合関係を制御することにより、異なる入射角におけるRh800色素分子のフォトルミネッセンス(PL)の共鳴変調と大幅な増強を実現する。実験結果は、プラズモン共鳴モードが励起波長と正確に整合した場合、フォトルミネッセンス強度が最大22倍に増加することを示す。共鳴位置に若干のミスマッチがある場合でも、PL増強率は14倍に達する。対照として、パターン化されていない金属薄膜構造を使用した場合でも、フォトルミネッセンスの5倍の増強が達成される。数値シミュレーションと組み合わせて、異なる格子構造における共鳴モード特性、電磁場分布、および局所場増強効果を系統的に分析し、実験結果と比較する。設計された格子構造は、広範なスペクトル範囲で優れた光応答制御能力を示し、フォトルミネッセンスの効果的な増強のためのより大きな柔軟性を提供する。この戦略は、光センシング、バイオイメージング、光電子デバイス、エネルギー変換、および触媒反応において重要な応用可能性を持つ。グラフィカルアブストラクトを推奨。