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太阳集团1385团队应用外表加强拉曼光谱研讨纳米漏洞分子层的电荷转移效应
公布日期:2018-06-27 15:24:00

近场光学是光学范畴的一个新型穿插学科,在生物医学成像、数据存储、单分子光谱、量子器件等范畴有着普遍的潜伏使用。当金属纳米资料之间的漏洞逐步减小至亚纳米级别时,漏洞中的分子层能够会发作电荷转移景象并影响纳米资料的远场和近场光学属性。以往的研讨次要会合于电荷转移对远场光学属性的影响,而对近场光学属性的研讨还缺乏无效的手腕。

克日,上海交通大先太阳娱乐成网站叶坚传授和古宏晨传授结合香港理工大学雷党愿传授的团队,提出了应用外表加强拉曼光谱来研讨纳米漏洞分子层中的电荷转移效应的新办法。该效果以“Electron Transport across Plasmonic Molecular Nanogaps Interrogated with Surface-Enhanced Raman Scattering”为题发布在纳米范畴的威望期刊《ACS Nano》上。

外表加强拉曼光谱是一种分子的指纹散射光谱,具有高特异性和高敏捷度的特点,是一种比远场光谱更敏感的手腕,更适宜用于研讨电荷转移效应。研讨团队分解了具有差别漏洞巨细(0.7 – 2 nm)的内嵌导电拉曼信号分子的漏洞加强拉曼探针(Gap-Enhanced Raman Tags, GERTs),并联合远场和近场光学的实行测试和模仿仿真的后果证明漏洞内发作了由分子介导的电荷传输效应。尤其是实行中观察到的拉曼加强强度随漏洞巨细的变革与经典电磁场实际预测后果不契合,研讨团队运用了量子修正的实际模子,将漏洞中分子层的电荷转移效应思索出去,经过调理分子层的电导率,新的实际模子很好地婚配实行中取得的远场光谱和拉曼测试后果。进一步研讨标明,由于电荷转移效应的存在,当漏洞加强拉曼探针的功能最优时,其最佳漏洞尺寸在1 – 2 nm之间,且与激起波长相干。这项根底性研讨效果为设计外表加强拉曼探针提供了全新的思绪:(1)金属间漏洞构造纷歧定越小越好;(2)金属间漏洞构造中的拉曼信号分子纷歧定越多越好。同时这项效果也为未来量子器件的开辟提供参考代价。

上海交通大学的博士生林俐和香港理工大学的博士后张强是该论文的配合第一著作人,古宏晨传授、雷党愿传授和叶坚传授为配合通讯著作人。该研讨任务失掉了国度天然迷信基金委良好青年基金和面上项目标支持。

此研讨效果是叶坚课题组在漏洞加强拉曼探针范畴的又一创新性打破。自2015年以来课题组已连续在多层核壳探针的分解调控(Chemical Communications,2015)、加强机理研讨(Nano Letters,2015)、分子层光学折射指数丈量(Nanoscale, 2017)、超光波动探针的分解和疾速成像(ACS Applied Materials & Interfaces, 2017; RSC Advances,2018)等方面获得严重停顿,同时也开端展开了基于漏洞加强拉曼探针的术中前线淋逢迎显影和定位(Biomaterials,2018)等相干医学使用。

  

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b08224

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