检测负载的超小等离子体银团簇

Small-270x300“硬币”金属表面特殊的光学性质使其具有广泛的潜在应用,因而也引起了人们深入研究的兴趣。对于传统的表面光谱手段而言,在小颗粒尺寸下(如小于2纳米的银颗粒),从分离的纳米颗粒中检测可分辨的信号极其困难,因而我们仍然需要寻找新的测试方法。

 最近,Martin Thämer博士和Aras Kartouzian博士,以及慕尼黑工业大学的Ulrich Heiz教授研究团队一同试图解决这个难题。采用非线性二次谐波发生(s-SHG)光谱,结合线性表面光腔衰荡(s-CRD)光谱,他们能清楚地检测出小到仅有十原子的银团簇。在这个实验中,二次谐波发生光谱可以检测由不对称电位诱导的二次谐震荡,而表面光腔衰荡光谱用来检测基本光子能的光损耗。得出的实验光谱标志着等离子体分离,并出现了二次谐波发生光谱的蓝移,这个结果偏离了各向同性介质中球形银团簇的米氏理论模拟结果。作者将此现象归因于介电常数和团簇表面形状的各向异性。同样基于米氏理论,经过团簇几何参数和周围介质参数修正后的模拟结果与得到的实验数据惊人的一致。团簇的平面度,也即团簇的表面形状,对于小尺寸团簇的光学性质起到了重要的作用,这一结论与前人的研究结果十分吻合。

这一方法有以下几个重要的意义。首先,它为研究表面的超小团簇的光学性质和形貌提供了实用的手段。第二,它表明米氏理论对于此类小团簇仍然适用,并且从实验上证明负载的银团簇从等离子体状态到分子状态光学性质的过渡尺寸为小于40原子,确切尺寸还有待进一步研究。然而,这项工作无疑为按大小,甚至可能按原子研究更小的表面团簇的光学性质提出了新思路。我们非常期待这个项目有更长远的进展!

原文:Ultrasmall plasmonic Ag clusters are supported!

翻译:宁静