強(qiáng)耦合是存在于兩個(gè)以上系統(tǒng)中相互作用的自然現(xiàn)象。當(dāng)強(qiáng)耦合產(chǎn)生時(shí)，其系統(tǒng)在某些方面的特性與原始特性相比將會(huì)出現(xiàn)巨大差異，例如光學(xué)響應(yīng)、電學(xué)響應(yīng)與振動(dòng)響應(yīng)都會(huì)在強(qiáng)耦合時(shí)發(fā)生明顯的改變。由于現(xiàn)階段缺乏對(duì)此類現(xiàn)象的深入研究，導(dǎo)致其很難充分在實(shí)際問(wèn)題中得到應(yīng)用。但強(qiáng)耦合現(xiàn)象時(shí)材料特性產(chǎn)生的諸多變化有著很大的應(yīng)用潛力，例如目前有研究表明利用強(qiáng)耦合現(xiàn)象可以對(duì)生物科技材料的化學(xué)反應(yīng)速率與熒光光譜特性進(jìn)行改性，從而滿足所需的要求。
中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所所屬慈溪醫(yī)工所Remo課題組與意大利技術(shù)研究所（IIT），路易斯安娜州立大學(xué)（美國(guó)）和中國(guó)吉林大學(xué)多方展開(kāi)合作，通過(guò)研究改變J-聚合體中（兩部分組成）一部分的濃度對(duì)強(qiáng)耦合現(xiàn)象的作用，深入了解了強(qiáng)耦合的作用機(jī)理。具體來(lái)說(shuō)，研究者通過(guò)遵循靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的研究方法，得到了達(dá)到Rabi分裂（高耦合強(qiáng)度）的最優(yōu)條件。此項(xiàng)研究成果對(duì)將強(qiáng)耦合現(xiàn)象由基礎(chǔ)科學(xué)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用科學(xué)有著重要的意義，并為后續(xù)的研究提供了指導(dǎo)性的意見(jiàn)。該研究中，由動(dòng)態(tài)分析方法得出的結(jié)果表明，建立一套完整的、可預(yù)計(jì)此類系統(tǒng)特性隨時(shí)間變化的模型對(duì)強(qiáng)耦合現(xiàn)象的應(yīng)用至關(guān)重要。
圖1 納米結(jié)構(gòu)器件的SEM圖像（左）和J-聚合體與納米器件組合后的吸收光譜圖（右）
圖1展示了在納米結(jié)構(gòu)器件與J-聚合體分子之間發(fā)生的強(qiáng)耦合現(xiàn)象。圖1（左）為納米結(jié)構(gòu)器件的SEM圖像，可以看出在金板表面規(guī)律排布著納米孔（標(biāo)尺為310 nm）；圖片中還包含了器件的示意圖，納米器件與J-聚合體分子具有相似的波長(zhǎng)響應(yīng)（約為630 nm）；J-聚合體吸收峰與吸收峰強(qiáng)度隨濃度的變化規(guī)律為，峰位均在630 nm周圍，吸收峰強(qiáng)度隨濃度的提高而增加）。圖1（右）為J-聚合體與納米器件組合后的吸收光譜圖，可以看出，材料本征的吸收峰消失，新出現(xiàn)的吸收峰在570-600 nm與650-700 nm之間，吸收峰位置隨聚合體濃度提高而發(fā)生更強(qiáng)的分裂。近年來(lái)，對(duì)于此種分裂的增強(qiáng)機(jī)理的研究逐漸成為熱點(diǎn)。此項(xiàng)研究成果將為后續(xù)的研究提供指導(dǎo)性的意見(jiàn)。
該成果已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Nanoscale上（IF=7.4）。標(biāo)題為“The role of Rabi splitting tuning in the dynamics of strongly coupled J-aggregates and surface plasmon polaritons in nanohole arrays”（DOI：10.1039/C6NR01588C）
論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/nr/c6nr01588c#!divAbstract
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