单个可重构3 μm² 等离激元腔中的无互连多位算法和逻辑单元

Interconnect-Free Multibit Arithmetic and Logic Unit in a Single Reconfigurable 3 μm² Plasmonic Cavity

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03196

使用传统集成电路处理信息仍然受到互连瓶颈的困扰：由较小有源器件制成的电路需要更长更窄的互连，这已成为功耗和时钟速率饱和的主要来源。光芯片间通信提供了一种快速且节能的选择，但仍然缺少通过无互连和可重构的布尔算术逻辑单元(ALU)进行的通用片上光信息处理。将金属等离激元视为具有光学和电子双重兼容性的平台，作者打造了无互连、超紧凑的等离激元布尔逻辑门，并将它们重新随意配置为计算ALU，无需任何重新设计或级联电路。作者定制了2.6 μm²的单个平面金属腔等离激元模式场景，并演示了所有2输入逻辑门的操作和易于重构性。通过多输入激励和相位控制来实现算术2位加法器，显示了同一逻辑单元具有更高复杂性的潜力。

单个等离激元微珠上对多重MicroRNA进行无放大的混合读取分析

Amplification-Free and Mix-and-Read Analysis of Multiplexed MicroRNAs on a Single Plasmonic Microbead

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02473

覆盖有等离激元层的单个微珠可以用作微反应器，用于在没有核酸扩增的情况下进行多重miRNA 分析。在等离激元层上，无论DNA/miRNA双链序列如何，均采用S9.6抗体作为结合DNA/miRNA双链的通用模块。 同时，通过一个SERS报告金纳米颗粒(GNP)池，其中每组GNPs都用拉曼编码分子和DNA探针标记，以识别给定的miRNA。 靶miRNA将导致相应的SERS报告器GNPs在等离激元层上的特异性捕获，这将极大地增强靶miRNA诱导的SERS信号。最后，集中在微珠上的增强SERS信号将通过共焦拉曼显微镜绘制出来。所提出的方法以简单的混合读取格式实现了亚pm靶miRNA 的高精度传感，并具有多重检测能力。

诱发水和甲醇活化实现太阳能驱动制氢：等离激元ZnCu合金上双活性位点的相互作用

Triggering Water and Methanol Activationfor Solar-Driven H₂ Production: Interplay of Dual Active Sites over Plasmonic ZnCu Alloy

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04315

甲醇蒸汽重整(MSR)是一种很有前途的反应，可以实现氢气的高效生产和安全运输，但它需要相对较高的温度才能实现高活性，这导致大量能源消耗。作者报告了一种等离激元ZnCu合金催化剂，由负载有表面沉积Zn原子的等离激元Cu纳米粒子组成，用于高效的太阳能驱动MSR，而无需额外的热能输入。实验结果和理论计算表明，Zn原子不仅作为具有较低活化能的水还原催化位点，而且是电荷转移通道，将热电子泵入水分子中，形成缺电子的Cu，用于甲醇活化。这些优点与光热作用协作使ZnCu催化剂在7.9个太阳光照射下产氢率为328 mmol g_catalyst^-1h^-1，太阳能转换效率为1.2%，远远超过传统的光催化和热催化MSR。这项工作通过设计合金催化剂为高效太阳能驱动H₂生产和其他能源的工业反应提供了一种有意义的方法。

基于金纳米粒子内化纳米凹坑衬底的可重复高灵敏的等离激元传感平台

Reproducible and Sensitive Plasmonic Sensing Platforms Based on Au‐Nanoparticle‐Internalized Nanodimpled Substrates

https://doi.org/10.1002/adfm.202105703

当分子位于微小纳米间隙附近时，通过局域表面等离激元共振产生的电磁增强效应会显著增强入射光的强度。采用自下而上的方法合成的等离激元纳米粒子的聚集已被广泛用于在溶液中产生热点。这些方法有助于获得非周期性等离激元信号，因为通过粒子聚集实现均匀的纳米间隙是困难的。通过自上而下的方法制造了间隙为20-100 nm的纳米结构衬底。然而，由于成本高和产量低，使用这些方法制造更小的纳米间隙模板十分困难。作者开发了一种用AuNPs内化的纳米凹坑阵列，以减轻自下而上和自上而下方法中遇到的挑战。精确的纳米间隙是通过DNA杂交在纳米凹坑的空腔中有规律地内化AuNP产生的。电场分布仿真结果表明，在弯曲的纳米凹坑金衬底中加入80 nm大小的AuNPs，在探测体积内产生高密度的热点，使得等离激元增强因子为8.25×10⁷。同时也验证了等离激元平台作为基于SERS的生物医学诊断设备的巨大潜力。

由等离激元链介导的Nd³⁺量子发射器的空间相干性

Spatial Coherence from Nd³⁺ Quantum Emitters Mediated by a Plasmonic Chain

https://doi.org/10.1364/OE.433080

在没有光腔的情况下控制固态平台中稀土发射器的相干特性对于量子光物质界面和光子网络是非常理想的。作者证明了从Nd³⁺离子耦合到相互作用的Ag纳米颗粒链的纵向等离激元模式产生定向和空间相干光的可能性。采用傅立叶显微镜分析了等离激元链对Nd³⁺发射的影响。结果表明，在特定方向上Nd³⁺发射增强的干涉图样的存在是空间相干性的显著特征。数值模拟证实了发射离子与等离激元链的近场相干耦合的必要性。这项工作为在室温下控制量子发射器的相干特性提供了基础解释，并为在纳米电路中应用量子信息或光通信的稀土纳米级混合器件开辟了新的途径。

本文转自：https://mp.weixin.qq.com/s/74ifrim5dl61zRVVsrw_LA

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