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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 薄膜基底上的单块金属二聚体结构：底层金属引入的新等离激元特性

    摘要： 二聚体——两个间距极近的金属纳米结构——是等离子体学中的主要纳米尺度几何构型之一，在其杂化"成键"等离子体激发时，可在粒子间连接处产生高强度的局域场增强效应。然而当二聚体制备在金属基底上时，其特性会发生深刻改变。本研究考察了金基底上的金二聚体结构，该结构支持一种被金属屏蔽的明亮"成键"二聚体等离子体，以及能量更低的磁荷转移等离子体。通过改变薄膜上二聚体结构的介电环境，可揭示可见光波段内广泛存在的高阶杂化等离子体模式。无论是单个薄膜上二聚体结构的局域表面等离子体共振（LSPR），还是其集体表面晶格共振（SLR），均表现出高度灵敏的折射率传感响应。这种全金属磁谐振纳米结构的实现，为获得更高性能的基于LSPR和SLR的等离子体传感器提供了可行途径。

    关键词： 等离子体学、局域表面等离子体共振、表面晶格共振、LSPR传感、折射率传感

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 具有20-30纳米可控尺寸的Au@Cu核壳纳米立方体，应用于催化和等离子体领域

    摘要： 主要由单一类型{100}晶面覆盖的铜纳米立方体是电化学还原二氧化碳等反应中极具吸引力的催化材料。本研究报道了一种种子介导法，通过十六胺和Cl?作为铜{100}晶面的封端剂、葡萄糖作为还原剂，实现了金@铜核壳纳米立方体的简易合成。铜与金之间12%的较大晶格失配导致铜壳在金种子表面发生局部外延生长，形成金核随机分布的纳米立方体。与无金种子的相同合成体系相比，由于自催化表面还原作用，金种子的存在显著加速了Cu(II)离子的还原过程。研究还发现产物结构与形貌高度依赖于反应溶液中Cu(II)前驱体浓度——当Cu(II)前驱体浓度降至特定水平时，将获得纳米片而非纳米立方体。通过调节反应时间和/或金种子用量，可将金@铜纳米立方体尺寸控制在20-30纳米范围内。所制备的核壳纳米立方体在581纳米处呈现强局域表面等离子体共振峰，该共振以吸收为主导而非散射。预期这种尺寸均匀可控的金@铜纳米立方体将在等离子体学和催化等多种领域获得应用。

    关键词： 晶格失配、铜纳米立方体、核壳纳米晶体、等离子体学、种子介导生长

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 具有蓝绿可调谐发射的CsPbBr3纳米晶体的皂化沉淀法

    摘要： 我们报道了一种卤化物钙钛矿纳米片和纳米板的新型合成工艺，该工艺将铯前驱体的生产过程从脂肪酸/铯盐反应转变为铯碱/脂肪酸酯反应，从而使得反应能在环境条件下数分钟内完成，而非数小时。因此，本文报道的皂化沉淀工艺在获取铯前驱体或反应的任何阶段均无需真空烘箱或惰性反应环境。此外，该工艺会产生一种吸湿副产物，从而实现自干燥合成。所得钙钛矿纳米晶体通过量子限域效应、相变和形貌变化展现出蓝绿可调谐发射。这些物理过程的结果是带隙高度依赖于温度进行调控，所得纳米晶体表现出卓越的光学性能，同时极大地简化了卤化物钙钛矿纳米片和纳米板的制备。

    关键词： 蓝绿可调谐发射、皂化沉淀法、杂化材料、磁性、CsPbBr3纳米晶体、等离子体学、光学

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 液相激光烧蚀法制备的Al-Al?O?@C核壳纳米颗粒中的深紫外等离激元共振

    摘要： 我们开发了一种便捷、简易、低成本且"绿色"的纳米颗粒（NPs）合成方法，通过液相激光烧蚀铝靶材制备具有深紫外局域表面等离子体共振（LSPR）特性的纳米材料。这些纳米颗粒具有Al-Al2O3@C核壳结构，随着激光辐射时间延长，其LSPR峰位在240-250nm范围内移动。实验表征与理论模拟均表明，该LSPR峰与Al2O3的存在密切相关。碳壳层能有效抑制铝纳米颗粒氧化并增强稳定性，这对实现深紫外LSPR特性至关重要。此外，我们证实了Al-Al2O3@C纳米颗粒能增强CsPbBr3-xClx的蓝光荧光强度——这是由于LSPR产生的增强局域电磁场对CsPbBr3-xClx产生了更强的激发作用。

    关键词： 等离子体增强、等离子体学、局域表面等离子体共振、铝纳米粒子、深紫外光

    更新于2025-11-14 15:32:45

  • 通过模板法实现自组装有序三相Au-BaTiO?-ZnO垂直排列纳米复合材料

    摘要： 复杂多相纳米复合材料的设计为开发下一代集成光子与电子器件提供了巨大机遇。本研究展示了一种独特的三相纳米结构——结合铁电材料BaTiO3、宽带隙半导体ZnO和等离子体金属Au以实现多功能特性。通过创新的两步模板生长法，成功制备出具有独特"纳米人"形态的高度有序Au-BaTiO3-ZnO纳米复合材料（即自组装的ZnO纳米柱和Au纳米柱嵌于BaTiO3基体中），这与随机分布Au纳米颗粒和ZnO纳米柱的传统三相无序结构截然不同。这种有序的三相"纳米人"结构展现出独特功能：相比其他无序结构，其高度各向异性的纳米结构能在可见光及近红外波段产生显著的双曲色散效应。该自组装有序三相纳米复合材料是通过气-液-固(VLS)生长机制与两相外延生长机制协同实现的。这项研究为多相结构的设计、生长及应用开辟了新途径，并为精准调控纳米尺度电子-光-物质相互作用提供了复杂纳米复合体系有序化的新方法。

    关键词： 垂直排列的纳米复合材料、等离子体学、外延薄膜、超材料、三相纳米复合材料、自组装

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 混合细菌群落中生物活性代谢物的表面增强拉曼散射（SERS）成像

    摘要： 细菌常以混合多物种群落形式生存，其群落构成受栖息微生物分泌的生物活性代谢产物影响。识别并追踪此类化学交换过程，对理解这些特定胞外分子如何调控微生物群落及其功能至关重要。目前，大多数化学成像方法聚焦于单独共培养微生物种群间的代谢互作分析。本文展示表面增强拉曼散射（SERS）光谱技术作为重要成像工具的应用——该技术能非侵入性地检测并呈现大肠杆菌与铜绿假单胞菌在混合培养时（模拟自然微生物群落复杂性）分泌的代谢产物。SERS同时实现了吲哚和绿脓菌素的检测与原位可视化，揭示了吲哚信号导致绿脓菌素表达下调的现象。在混合细菌群落中成功检测化学互作，证实了SERS技术在探究多物种微生物群落底层化学机制方面的潜力。

    关键词： 群体感应、等离子体学、吲哚、表面增强拉曼成像、绿脓菌素

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 金-氧化铁蛋黄-壳纳米粒子（YSNPs）作为荧光检测三碱基错配DNA的磁性探针

    摘要： 通过合成金-氧化铁蛋黄壳纳米粒子（YSNPs）并修饰连接Cy5的巯基化单链DNA探针，实现了对突变DNA的检测。基于表面等离子体共振（SPR）峰红移现象确定巯基化DNA最佳浓度为0.177μM。借助絮凝参数研究了pH值（2至10）、温度（4、37、60和100°C）及离子强度（1 M至4 M）对ssDNA探针偶联YSNPs稳定性的影响。该巯基化稳定纳米粒子体系可有效检测DNA突变。通过荧光标记物Cy5的相应荧光强度，测定寡核苷酸探针与互补链、非互补链及突变DNA链的杂交情况，其强度数据有助于理解系统特异性。研究利用Hamaker常数（DNA功能化YSNPs测定值为1.15×10?2? J）预测了杂交可控效率，该方法检测目标DNA的最低浓度达1.2×10?11 mol/L。

    关键词： 等离子体学、荧光、YSNPs、Au-Fe3O4、点突变

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 将能量定向导入跨越可见光谱的超波长非共振超表面。

    摘要： 第10族金属（即镍、钯、铂）能催化多种化学反应，但其纳米粒子与光的弱相互作用阻碍了光催化应用的发展。相反，贵金属纳米粒子（特别是银和金）在可见光谱中呈现强烈的局域表面等离子体共振，但反应活性较低，限制了其光化学过程的适用范围和效率。我们在此展示了一种含单层钯纳米粒子新结构的设计、制备与表征，该结构可吸收超过98%的可见光。此外，通过调节支撑金属氧化物薄膜的厚度，可将吸收波长控制在整个电磁波谱可见光范围内。研究表明，吸收的能量集中于纳米粒子层——这对包括光催化和光热过程在内的能量转换应用至关重要。

    关键词： 光催化、等离子体学、超表面、钯、热载流子、吸收体、临界耦合

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 重塑混合金属-介电纳米二聚体的二阶极化响应

    摘要： 我们通过自下而上的方法组装金属-介质杂化纳米二聚体，将等离子体学的场限制效应与多重米氏共振的灵活性相结合。利用非线性二次谐波光谱和偏振测量技术，研究了金与钛酸钡（BaTiO3或BTO）异质二聚体中纳米颗粒间的电磁耦合。金纳米颗粒的局域表面等离子体共振偶极模式与BTO纳米颗粒中的偶极及高阶米氏共振模式的叠加，在可见光波段形成了杂化模式。我们采用"拾取-放置"技术在扫描电子显微镜下精准定位不同类型纳米颗粒，构建出直径可控的杂化纳米二聚体。通过线性散射光谱观测到纳米二聚体中杂化模式的形成，并证明可通过测量二次谐波（SHG）信号对泵浦光偏振和波长的依赖关系直接调控这些模式。实验与理论均表明：等离子体与米氏共振模式的杂化会导致纳米二聚体SHG偏振依赖性发生显著重构，且这种重构依赖于泵浦波长。通过将杂化纳米二聚体的SHG信号与单BTO纳米颗粒对比，我们估算了纳米二聚体内共振模式耦合带来的增强因子，发现相比孤立BTO纳米颗粒，其SHG信号增强可达两个数量级。

    关键词： 电介质，二次谐波产生，钛酸钡，偏振依赖性，混合纳米天线，等离子体学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 增强型TiO<sub>2</sub>-TiN纳米颗粒复合材料的可见光催化产氢性能

    摘要： 金属氮化物因其物理和光学特性在能源应用方面具有潜力。研究人员通过甲醇重整法探究了氮化钛（TiN）与二氧化钛（TiO?）纳米颗粒复合材料的析氢（H?）光催化活性。采用纳米级TiO?与TiN的物理混合方法，以避免热制备过程中出现的氧氮化物形成和颗粒团聚现象。这种便捷的TiO?与TiN组合在紫外/可见光共同照射下展现出显著的协同效应（TiO?-TiN复合材料产氢率达9.4 μmol/h，纯TiO?为1.8 μmol/h）。仅用紫外光照射时也观察到与复合光照相近的增强因子，表明该复合材料活性的提升主要源于紫外驱动的光催化作用。单独可见光照射未显示活性/增强效果，但在紫外与紫外/可见光交替照射时出现轻微增强，暗示TiN等离子体效应的贡献。我们推测这种等离子体贡献依赖于TiO?的带隙激发，这会降低TiO?/TiN界面的能带弯曲程度，从而促进TiN中的热电子从界面迁移并用于析氢反应。

    关键词： 二氧化钛-氮化钛纳米颗粒复合材料、等离子体学、光学材料、磁性材料及混合材料、光催化产氢

    更新于2025-09-23 15:22:29