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[转载]【一周前沿】2021.08.30-2021.09.05

已有 555 次阅读 2021-9-6 09:58 |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,涉及纳米粒子表面活性剂、DNA杂化银纳米簇、少分子强偶联、六方氮化硼量子传感和纳米压印光刻等领域

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纳米粒子表面活性剂,用于动态捕获光活性组件以跟踪光诱导电子转移

Nanoparticle surfactants for kinetically arrested photoactive assemblies to track light-induced electron transfer

https://doi.org/10.1038/s41565-021-00949-6

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大自然通过自我限制的过程控制复杂架构的组装;然而,几乎没有报道过模仿这些过程的人工策略。作者展示了一个包含两种类型的纳米晶体(NC)的系统,其中一个NC组件的自限制组装控制另一个的聚集。采用的方法是使用半导体InP/ZnS核壳粒子(3 nm)作为有效的组装调节剂和功能性纳米颗粒表面活性剂,在官能团南瓜环触发的金颗粒(5-60 nm)聚集中,允许快速形成(在几秒钟内)胶体稳定的杂化聚集体。由此产生的组件在半导体亚结构内有效地捕获光,引起非平衡的电子转移过程,并且可以通过表面增强拉曼光谱-活性等离激元隔室实现同时监测。杂化体中电子介质(例如甲基紫精(MV2+))的空间限制使得可以直接观察光生自由基以及实时分子识别,为难以捉摸的σ-(MV+)2二聚体的形成提供了实验证据。这种方法为广泛使用类似的杂化技术来长期实时跟踪界面电荷转移过程铺平了道路,例如光驱动的自由基生成和在不可逆条件下使用原位光谱进行催化。


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DNA 组装的银纳米团簇中的等离激元耦合

Plasmon Coupling in DNA-Assembled Silver Nanoclusters

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04949

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具有多个离域电子的量子尺寸金属团簇可以支持等离激元的集体激发,因此,组装的金属簇之间在理论上可能存在少原子极限下的等离激元耦合,而目前关于这种现象的实验观察报道很少。作者检测了通过DNA杂交组装的DNA模板化Ag纳米团簇(DNA-AgNCs)的光吸收,发现它们的吸收峰与组装距离有密切关系,这与经典等离激元耦合具有共同特征。偶极电荷分布、多重跃迁有助于光吸收,以及由时间相关密度泛函理论(TDDFT)模拟的大增强电场表明单个DNA-AgNCs的吸收来源是等离激元。组装DNA-AgNCs的实验和模拟结果的峰移趋势一致,表明可能存在等离激元耦合。作者的数据暗示了量子尺寸结构支持等离激元耦合的可能性,并且还表明DNA-AgNCs有潜力构建超小尺寸、位点特异性和化学计量结合能力以及生物相容性的等离激元耦合器件。


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聚在DNA上的等离激元纳米颗粒的少分子强偶联

Few-Molecule Strong Coupling with Dimers of Plasmonic Nanoparticles Assembled on DNA

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04552

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混合纳米结构中,已知数量的量子发射器与等离激元共振器强耦合,在室温下应具有诸如少光子非线性或相干超辐射发射等光学特性。作者证明只有在严格的实验条件下,当粒子间距低于2 nm时,金纳米颗粒的二聚体才能达到这种耦合机制。利用短的DNA横向双链,作者在两个40 nm金粒子之间的空隙中引入5个染料分子,并通过筛选粒子之间高离子强度的静电斥力,有效地将其长度减少到2纳米以下。单纳米结构散射光谱证明了观察到的强耦合机制与电动力学模拟非常一致。此外,作者强调了多晶金纳米粒子的平面对观察强耦合杂化纳米结构概率的影响。


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六方氮化硼量子传感中的高对比度等离激元增强浅自旋缺陷

High-Contrast Plasmonic-Enhanced Shallow Spin Defects in Hexagonal Boron Nitride for Quantum Sensing

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02495

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六方氮化硼(hBN)是一种层状范德华材料,最近发现它具有的自旋缺陷在量子传感方面有很大的潜力。然而,hBN自旋缺陷的光致发光和光学检测磁共振(ODMR)的对比度较低,这限制了它们的灵敏度。作者报告了创纪录的室温下46%的ODMR对比度,以及金膜微波波导的表面等离激元使hBN自旋缺陷的光致发光增强了17倍。结果是在低能量He+离子注入的hBN纳米片中产生浅硼空位自旋缺陷和光刻金膜微波波导得到的。作者还探索了微波和激光功率对ODMR的影响,提高了hBN自旋缺陷的磁场检测灵敏度。研究结果支持了hBN自旋缺陷在纳米级量子传感中的应用前景。


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纳米压印光刻促进等离激元-光子耦合增强光电导率和光催化

Nanoimprint Lithography Facilitated Plasmonic‐Photonic Coupling for Enhanced Photoconductivity and Photocatalysis

https://doi.org/10.1002/adfm.202105054

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压印光刻已成为一种可靠、可重复且快速的胶体纳米结构图案化方法。作为一种很有前途的自顶向下光刻方法的替代品,纳米器件的制造因此变得有效和直接。在这项研究中,报道了干涉光刻(IL)和纳米球压印光刻在不同目标基板,如从透射电子显微镜网格上的碳膜到无机和可掺杂聚合物半导体的有效融合。使用胶体墨水和IL生产的聚二甲基硅氧烷印章,在厘米级尺寸上以75%的收率打印1D等离激元光子晶体。金(Au)纳米粒子的原子光滑面、单晶和单分散胶体构建块被用于在二氧化钛(TiO2)平板波导顶部打印一维等离激元光栅,产生了具有10 nm光谱宽度的波导-等离激元偏振模式。等离激元诱导的热电子通过两端电流测量得到证实,其在引导条件下光响应性增加。制备的Au/TiO2杂化结构增强了光催化过程,如利用生成的热电子降解甲基橙(MO)染料分子。这种在硅、玻璃、金膜和萘二亚胺聚合物上展示的简单胶体印刷技术,标志着光电器件大规模制备的一个重要里程碑。


本文转自:https://mp.weixin.qq.com/s/d6gzBwolbc_hGPdOZB4Z2A

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