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高灵敏壳层隔绝纳米粒子增强和频光谱研究新进展

  • 化学化工学院
  • 发布时间:2020-07-08 11:36:39
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化学化工学院王朝晖教授课题组和李剑锋教授课题组合作在壳层隔绝纳米粒子增强和频光谱(SHINE-SFG)研究方面取得进展,相关结果以“Polarization- and wavelength-dependent shell-isolated-nanoparticle-enhanced sum-frequency generation with high sensitivity”为题发表于《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett.)。

和频光谱(SFG)是一种具有极高界面选择性的非线性光谱技术,是研究界面组成、分子取向和动力学的重要工具。但是其光谱信号强度较弱,极大限制了和频光谱广泛应用。运用表面粗糙化等方法虽可以增强和频光谱信号,迄今报道的表面增强和频光谱的增强因子往往小于≤103,普适性较差。

为了克服这一关键瓶颈,王朝晖教授课题组和李剑锋教授课题组合作,将壳层隔绝纳米粒子(SHIN)用于增强和频光谱信号,发展了壳层隔绝纳米粒子增强和频光谱(SHINE-SFG)方法。在金表面的对巯基苯甲腈自组装单层膜中获得了105增强因子,这是迄今为止增强最高的和频光谱信号。SHINE-SFG随偏振和入射波长的变化表明发射增强贡献强于入射增强。壳层隔绝纳米粒子还可以增强差频光谱(SHINE-DFG)信号。研究首次发现了SHINE-SFGSHINE-DFG的耦合对增强的贡献。该发现为表面增强和频光谱基底的设计提供了新思路。

 

该工作是在王朝晖教授和李剑锋教授共同指导下完成的。实验部分主要由学院博士后何玉韩和博士生任禾共同完成,博士生尤恩铭进行了电磁场模拟,博士后P. M. Radjenovic、孙世刚院士和田中群院士等参与了论文的研究工作。该研究工作得到国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划和中央高校基本科研业务费等的资助和支持。

论文链接:https://journals.aps.org/prl/accepted/d707dYe7C9b13b6321db46989be11ee0e6298dd33 

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