Ученые наблюдают продольное плазмонное поле в нанорезонаторе в субнаномасштабе
Согласно исследованию, опубликованному в Журнале Американского химического общества, группа ученых, работающих над рамановской спектроскопией с усилением поверхности (SERS), создала нанолинейку, позволяющую получить представление о продольных плазмонных полях в нанополостях.
На изображении слева показано другое положение монослоя WS 2 в нанорезонаторе. График справа иллюстрирует распределение интенсивности плазмонного поля. Кредит: Чен Сию
SERS — это высокочувствительный и мощный метод спектрального анализа, применимый в различных областях. В отличие от слабого комбинационного рассеяния, SERS обеспечивает резко усиленный сигнал комбинационного рассеяния до 10 10–15 , что позволяет анализировать отдельные молекулы.
«То, как мы разрабатываем технологию, в значительной степени зависит от того, что мы знаем о плазмонных полях. В экспериментах мы наблюдали неравномерное распределение плазмонного поля на наноуровне. Но этому не хватает теоретической и экспериментальной поддержки.», — сказал Ян Лянбао, возглавляющий группу в Институте физических наук Хэфэй Китайской академии наук.
«Нужны мощные инструменты, — сказал Ян. В начале исследования Ян и его команда должны были найти способ измерить исследование плазмонного поля. «Поэтому мы разработали и изготовили нанолинейку, чтобы заглянуть в нее с высоким пространственным разрешением ».
Они создали уникальную нанолинейку с пространственным разрешением около 7 x 10 -10 м, которая на самом деле представляла собой плазмонную нанорезонатор, изготовленную путем объединения сверхгладких золотых пленок и одиночных золотых наночастиц.
Кроме того, они разработали специальную и инновационную структуру, промежуточный слой, который представляет собой пятислойный двумерный атомный кристалл, в который они вставили монослой WS 2 в качестве зонда SERS и остальные четыре слоя WS 2 в качестве эталона.
Этот специальный дизайн генерировал достаточно сильную количественную интенсивность SERS, которая позволяла количественно и напрямую обнаруживать распределение продольного плазмонного поля.
Помимо изготовления и прямых экспериментов, команда дополнила и подтвердила свои исследования теоретическими выводами, расчетами и спектральными измерениями. Их результаты показывают, что продольное плазмонное поле в отдельной нанорезонаторе неоднородно распределено с неожиданно большим градиентом интенсивности.
