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[转载]【一周前沿】2021.09.20-2021.09.26

已有 459 次阅读 2021-9-26 21:55 |个人分类:一周前沿|系统分类:论文交流|文章来源:转载

本周,小编为大家精选了等离激元领域的进展,涉及局域表面等离激元、手性生长银纳米线、超表面光热手性流体和等离激元宽带光吸收等领域

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用于增强电催化的局域表面等离激元共振

Localized surface plasmon resonance for enhanced electrocatalysis

https://doi.org/10.1039/D1CS00237F

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电催化在现代社会的能量转换和储存方面起着至关重要的作用。局域表面等离激元共振(LSPR)是利用太阳能提高电催化活性和选择性的一种极具吸引力的方法。LSPR激发可以诱导热电子和空穴的转移、电磁场增强、晶格加热、共振能量转移和散射,进而促进各种电催化反应。尽管已经研究了LSPR介导的电催化,但其潜在机制尚未得到很好的解释。此外,电催化效率在很大程度上取决于等离激元金属的结构和组成。作者介绍了目前提出的等离激元介导的电催化机制,并总结了等离激元纳米结构和相关电极的制备方法。此外,重点研究了用于验证和区分电化学界面中LSPR机制的表征策略,并列举了直接等离激元驱动和间接等离激元增强电催化反应的典型例子,最后讨论了LSPR与电催化结合所面临的挑战和未来机遇。


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等离激元定向线上生长具有手性光学活性的支链银纳米线

Plasmon-Directed On-Wire Growth of Branched Silver Nanowires with Chiroptic Activity

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05796

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银纳米线由于受到表面等离激元的纳米约束,呈现出亚波长光的波导特性,这对纳米光子器件的片上集成和光学计算具有重要意义。这种传播的等离激元还施加等离激元力,可用于操纵纳米颗粒(NP)超出衍射极限。然而,这种可控性在空间上受到近场的限制,而大量不受控制的粒子随机沉积在芯片上,这可能对集成光学器件造成不利影响。作者用连续波激光器在浸入AgNO3溶液中的Ag NW的一端照射,以发射传播表面等离激元。激光照射还会诱导Ag+离子的光还原,从而在局部生成微小的Ag NP,这些Ag NPs会演变为靠近Ag NW 另一端的大型Ag薄片分支。这种特殊的生长是由于等离激元力和温度梯度诱导的热泳/热渗透力的协同作用。这些具有尖锐角度的支链银纳米线本质上是手性的,可以通过改变照射位置来部分控制,形成等离激元手性对映异构体。这些支链银纳米线的圆形微分散射(CDS)响应可高达40%,可用于手性对映异构体传感,其由苯丙氨酸诱导的光谱不对称因子高达4 nm。这种等离激元导向的线上生长不仅为生成具有远程可控性的等离激元手性纳米结构提供了一种简便的方法,而且还提供了关于等离激元力和热诱导力的协同效应的重要解释,这对自组装和片上光学器件的集成具有重要意义。


等离激元超表面光热效应诱导手性流体运动

Chiral Optofluidics with a Plasmonic Metasurface Using the Photothermal Effect

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05658

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具有光热效应的等离激元超表面越来越多地被研究用于光流体学。同时,随着圆偏振光的广泛应用,对手性等离激元超表面的研究也越来越多。然而,很少有研究同时探索此类系统的手性和热诱导对流。作者从理论上研究了手性等离激元超表面的热诱导流体对流动力学。所提出的超表面在吸收过程中表现出巨大的圆二色性,从而形成强烈的光热效应。在光学、热力学和流体力等多物理分析的基础上,提出了手性光谱的概念——光流体圆二色性。结果表明,在不同的圆极化激发下,手性等离激元超表面周围出现了不同的热诱导对流流体速度。手性流体对流是由等离激元加热器中吸收光子产生的不对称热分布引起的。这一概念可以利用手性光热效应来诱导手性流体对流。所提出的结构在生物化学、临床生物学等各种光流体应用中有着潜在价值。


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基于杂化等离激元共振的准有序纳米森林宽带吸收和光探测

Quasi‐Ordered Nanoforests with Hybrid Plasmon Resonances for Broadband Absorption and Photodetection

https://doi.org//10.1002/adfm.202102840

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随着绿色能源技术的不断发展,太阳能成为自然界分布最广、利用最方便的能源形式。宽光谱范围内的高吸器有利于太阳能收集。作者开发了一种快速有效的方法,在4英寸硅片上采用简单的等离子体轰击工艺制备准有序纳米森林和金属纳米粒子组成的宽带吸收器,可提供满足实际应用需求的高通量。该吸收器在300至2500 nm范围内表现出超过90%的高吸收率,有良好的吸收稳定性,并且受偏振和光入射角的干扰很小。这种有效的吸收行为可归因于杂化结构中的等离激元共振和纳米森林内的腔模式共振的多级杂化。此外,吸收器被集成到热电堆上用于光电检测,从532到2200 nm的光响应大大增强。与原始热电堆相比,在100 mW cm-2光功率密度下,器件的光致电压增加了433%。这种宽带吸收器在太阳能蒸汽发电、光探测和太阳能电池等多个领域具有巨大的应用潜力。


本文转自:https://mp.weixin.qq.com/s/IsFnpyeIbv3z7FUGXvgV3Q

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