国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

研究背景

等離子體納米結(jié)構(gòu)能夠極大地增強局部電磁場，因其在光學和光電子領(lǐng)域中的獨特應(yīng)用成為了研究熱點，特別是在表面增強拉曼散射（SERS）、超靈敏傳感和強光-物質(zhì)相互作用等方面取得了顯著進展。然而，定量探測等離子體場增強的終極極限仍面臨許多挑戰(zhàn)，主要由于亞納米尺度內(nèi)缺乏有效的近場探針，且銀等離子體材料在大氣中容易氧化或硫化，導致實驗結(jié)果不一致。

成果簡介

為了解決這一問題，武漢大學徐紅星院士團隊、張順平教授等人攜手在Nature Communications期刊上發(fā)表了題為“Quantifying the ultimate limit of plasmonic near-field enhancement”的最新論文。科學家們設(shè)計了一種基于銀納米立方體-鏡面的高精度等離子體納米腔，通過將二硫化鉬（MoS2）作為間隔層，構(gòu)建了具有亞納米精度的穩(wěn)定納米間隙。

實驗結(jié)果表明，該納米腔結(jié)構(gòu)在優(yōu)化條件下能夠?qū)崿F(xiàn)高達4.27 × 10¹⁰倍的SERS增強，對應(yīng)的電場增強超過1000倍。這一研究定量驗證了在量子效應(yīng)出現(xiàn)之前，銀納米腔周圍局部近場增強的極限，為未來等離子體增強過程和原子尺度上的光-物質(zhì)相互作用奠定了堅實基礎(chǔ)。

研究亮點

1. 實驗首次設(shè)計并構(gòu)建了具有原子精度的高質(zhì)量銀等離子體納米腔，并利用該結(jié)構(gòu)在接近1 nm的納米間隙中實現(xiàn)了精確量化的近場增強。

2. 實驗通過采用MoS2間隔的銀納米立方體-鏡面（NCOM）結(jié)構(gòu)，成功建立了受控納米腔，優(yōu)化了激發(fā)和采集條件，使遠場拉曼散射的輸出最大化，得到了SERS增強因子為4.27 × 10¹⁰。

3. 實驗還通過等離子體掃描技術(shù)和電動力學理論推導出納米腔內(nèi)的近場增強，平均電場增強達1214倍，最熱位置的增強高達1644倍，展示了銀等離子體納米結(jié)構(gòu)在量子效應(yīng)出現(xiàn)前的局部近場增強上限。

4. 該結(jié)果與理論計算高度一致，定量描繪了等離子體納米結(jié)構(gòu)在可見光和近紅外區(qū)域內(nèi)的場增強極限，為未來原子尺度上的光-物質(zhì)相互作用研究提供了基礎(chǔ)。

圖文解讀

圖1：單層MoS2間隔的Ag NCOM的幾何結(jié)構(gòu)及其光學響應(yīng)。

圖2：通過激發(fā)和收集方向?qū)RSERS探針與局部場，并最大化SERS增強。

圖3：等離激元掃描的暗場散射和SERS光譜。

圖4：在單層MoS2間隔的NCOM中探測SERS增強因子。

圖5：探測場增強的終極極限。

結(jié)論展望

本文通過定量研究納米腔體中表面等離子體共振的場增強上限，為表面增強光譜學和光電器件領(lǐng)域的進一步發(fā)展提供了參考。首先，揭示了納米尺度下局域場增強的極限，明確了在1納米間隙內(nèi)如何實現(xiàn)最大化的光場調(diào)控。這一發(fā)現(xiàn)不僅為未來強光-物質(zhì)相互作用的研究奠定了理論基礎(chǔ)，還展示了通過優(yōu)化納米結(jié)構(gòu)設(shè)計提升場增強的可行性。

此外，本文通過實驗與電磁模擬的結(jié)合，驗證了經(jīng)典電磁學模型在納米尺度上的適用性，并指出在更小的縫隙尺寸下，量子效應(yīng)將進一步增強系統(tǒng)的性能。這些研究結(jié)果啟示未來在超分辨成像、分子檢測和高效光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，同時為研究人員提供了設(shè)計新型納米材料和器件的參考方向。

文獻信息

Lu, Z., Ji, J., Ye, H. et al. Quantifying the ultimate limit of plasmonic near-field enhancement. Nat Commun 15, 8803 (2024).

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/17/42c9f431fd/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

徐紅星院士領(lǐng)銜！武漢大學，再發(fā)Nature子刊！

相關(guān)推薦

徐紅星院士領(lǐng)銜！武漢大學，再發(fā)Nature子刊！