【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院健康所楊良保研究員課題組在Cu2O1-x-超晶格誘導(dǎo)局域表面等離子體共振(LSPR)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊Nano Letters上。
楊良保研究員課題組一直致力于局域表面等離子體共振(LSPR)增強(qiáng)研究，并取得了一系列成果(J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 29, 13174-13183；Nano Lett. 2023, 23, 5445−5452)。在此基礎(chǔ)上，課題組深入探索了Cu2O1-x-超晶格結(jié)構(gòu)(圖1)在誘導(dǎo)局域表面等離子體共振方面的潛力。通過(guò)精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，成功制備了具有豐富氧空位的Cu2O1-x-超晶格結(jié)構(gòu)，并觀(guān)察到顯著的LSPR增強(qiáng)效應(yīng)(圖2)。
研究發(fā)現(xiàn)，Cu2O1-x-超晶格結(jié)構(gòu)中的氧空位增加了載流子濃度，改變了能帶結(jié)構(gòu)，使得價(jià)帶邊緣向費(fèi)米能級(jí)移動(dòng)，縮小了帶隙。這種結(jié)構(gòu)變化所導(dǎo)致的帶內(nèi)躍遷產(chǎn)生了強(qiáng)烈的LSPR模式，顯著增強(qiáng)了電磁場(chǎng)，從而在SERS檢測(cè)中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。這一發(fā)現(xiàn)為半導(dǎo)體的空位摻雜提供了新的視角，也為金屬氧化物納米粒子誘導(dǎo)產(chǎn)生局域表面等離子體共振(LSPR)提供了新的思路(圖2)。
該工作的第一作者為健康所2021級(jí)博士生姚暢，通訊作者為特任副研究員董榮錄、翁士瑞，以及楊良保研究員。該項(xiàng)研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目，以及安徽省重點(diǎn)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等資助。
圖1 Cu2O1-x-超晶格結(jié)構(gòu)和相應(yīng)無(wú)序結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生氧空位性能表征。
圖2 Cu2O NPs在形成Cu2O1-x-超晶格結(jié)構(gòu)后的性質(zhì)變化，以及LSPR產(chǎn)生的機(jī)制示意圖。
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