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用于计算机视觉可解码、不可克隆且色彩丰富的安全标签的等离子体表面配位聚合物自组装
摘要： 将安全标签与物理不可克隆函数（PUF）技术相结合被认为是最有效的防伪手段。本研究报道了一种由随机彩色图案构成的基于PUF的安全标签。该安全标签通过配位聚合物——吡嗪1,4-二氧化物溴化铜复合物——在光刻定义的等离子体表面自组装制备而成。该配位聚合物具有激发波长依赖的荧光指纹特征，可在聚合物中编码光谱信息。每个光谱的荧光峰可轻松转换为独特的防伪条形码。该安全标签还承载二维图形信息，可通过明场、暗场及荧光多功能显微镜观测：在明/暗场模式下呈现多色高对比度，在荧光模式下显示单色。多色性源于聚合物厚度依赖的光学干涉效应。在50平方微米区域内，基于色彩加密的认证系统可生成至少3739个PUF编码。此外，我们开发了基于计算机视觉技术的便捷可靠认证策略，能验证不同清晰度、旋转角度、亮度、放大倍数及这些因素混合情况下的彩色PUF图案。当匹配阈值为0.3时，系统实现了100%的高正确验证率。
关键词： 防伪、配位聚合物、等离子体表面、安全标签、物理不可克隆函数、计算机视觉
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于场-网络联合求解的复杂等离子体表面高阶模分析
摘要： 该等离激元表面由具有深亚波长微结构的金属表面构成，其设计旨在模拟低频条件下的表面等离极化激元。近期已有研究分析了某些特殊结构中的高阶模式。为更快速简便地分析复杂无损结构高阶模式的色散问题，本文提出一种基于场-网络联合求解获得的平均输入波阻抗的便捷方法。同时根据福斯特电抗定理可知，复杂结构中高阶模式始终存在。通过该方法计算获得的高阶模式色散曲线与仿真结果高度吻合，验证了该方法的准确性与有效性。此外，高阶模式的仿真与实验测得电场分布也具有极佳的一致性。利用该方法可快速获取等离激元结构的色散曲线以验证或评估结构设计，因而该方法对获取特殊色散关系可能具有重要推动作用。
关键词： 场-网络联合解决方案，等离子体表面，色散关系，高阶模，深亚波长表面波
更新于2025-09-11 14:15:04
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超越热点工程设计的表面增强拉曼散射（SERS）平台：分析物操控与混合材料中的新兴机遇
摘要： 表面增强拉曼散射（SERS）是一种具有分子特异性的光谱技术，在（生物）化学、临床诊断和毒素检测等领域应用广泛。虽然热点工程加速了SERS的发展，但检测与等离子体表面无特定亲和力的分子仍具挑战性。本教程综述旨在提升检测性能，突破传统热点工程局限，重点探讨捕获并富集分析物至SERS活性表面附近的新兴材料设计策略及多种有前景的复合SERS平台。我们概述了五种提升SERS性能的主要方法：（1）通过化学偶联反应增大非共振分子的拉曼散射截面；（2）利用表面接枝试剂靶向捕获分析物，将其定位于等离子体表面；（3）在疏水性SERS活性表面物理限域液态分析物；（4）借助多孔材料在SERS热点上方限域气态分析物；（5）将传统金属基SERS平台与石墨烯、半导体材料和压电聚合物等功能材料协同整合。这些方法可与工程化热点结合形成多维度策略，进一步提升仅靠热点工程无法实现的SERS灵敏度。最后，我们指出了该领域当前挑战，并为面向实际应用的高效SERS设计提出了新研究方向。
关键词： 非润湿表面、多孔材料、表面增强拉曼散射（SERS）、等离子体表面、化学耦合、热点工程、半导体、压电聚合物、分析物操控、混合材料、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14