均一取向等离子体二聚体的制备及光学机理
2021-08-16王昭一穆世林张学民张俊虎
高等学校化学学报 2021年8期
王昭一,穆世林,张学民,张俊虎
(1.吉林大学中日联谊医院,长春 130031;2.吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室,长春 130012;3.东北大学理学院,沈阳 110819)
金属纳米粒子(NP)的自由电子与外界电磁场的作用使得其在可见-近红外区具有超强的光学共振,当纳米粒子受到光激发时,光的电磁场会诱导限制在其表面的电子集体振荡,这种现象称为局域表面等离子体共振[1,2].等离子体的共振峰位和强度主要由金属纳米粒子的元素组成、尺寸、形貌和周围介电环境的折射率决定[3].由于具备这种独特的局域表面等离子体共振性质,金属纳米粒子被广泛应用于光学性质增强领域,如光催化性能增强[4]、手性光学信号增强[5]和表面拉曼增强[6,7]等.近年来,基于表面等离子体性质对于局部折射率变化的敏感性和等离子体杂化耦合特性,等离子体金属纳米粒子在高灵敏生物检测器、传感器[8,9]及负折射率材料[10]领域的应用也被逐步拓展.
等离子体金属纳米粒子聚集体的结构及对应光学性质的机制研究是推动其发展的重要手段[11,12].在物理理论的角度上,目前最能够增进人们对纳米粒子聚集体之间耦合理解的模型是由Nordlander等[13,14]提出的表面等离子体杂化模型.在多样的等离子体纳米结构中,金属纳米粒子二聚体由于可以将电磁场限域在纳米尺度,产生几个数量级以上的信号增强,从而形成等离子体热点而备受关注[15,16].作为最简单的等离子体耦合基元……
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