近日，中科院合肥物質(zhì)院健康所醫學(xué)物理與技術(shù)中心室楊良保研究員課題組在單顆粒納米腔中真實(shí)近場(chǎng)增強分布的定量探測取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在國際頂級期刊The Journal of Physical Chemistry Letters上。
楊良保研究員團隊一直從事表面增強拉曼光譜（SERS）檢測方法的研究，取得了一系列研究成果。由于SERS檢測技術(shù)強烈依賴(lài)于等離子體場(chǎng)強，在不斷創(chuàng )新和發(fā)展SERS檢測技術(shù)過(guò)程中，發(fā)現納米尺度下的縱向近場(chǎng)強度分布不均 (Siyu Chen, Liangbao Yang et. al., J. Am. Chem. Soc., 2022, 144,29,13174-13183）。在此研究基礎上，團隊發(fā)現SERS強度由于與近場(chǎng)強度之間的定量關(guān)系不明確，仍舊無(wú)法反應真實(shí)的近場(chǎng)分布。為實(shí)現對近場(chǎng)場(chǎng)強分布的全面理解，開(kāi)展定量探測到真實(shí)的近場(chǎng)增強分布非常有必要。
鑒于此，楊良保研究員課題組首次利用Stark位移而非SERS強度定量揭示單顆粒納米腔內真實(shí)的橫向近場(chǎng)的不均勻分布（圖1左）。該研究設計并構筑了自組裝單層對巰基苯甲腈分子層(SAM MBN)作為間隔層的單個(gè)納米腔體系，通過(guò) SERS 實(shí)驗，結合模擬計算 Stark 調諧率，對單個(gè)納米腔內ν(C=C) 和 ν(C≡N) 的橫向位置依賴(lài) Stark 位移進(jìn)行了測量，準確揭示了近場(chǎng)橫向分布的不均勻性，并將橫向近場(chǎng)強度定量到 ~ 1.9×109 V/m，進(jìn)一步與有限元計算(FEM)預測值進(jìn)行比較，結果高度吻合（圖1右）。該工作增加了對納米顆粒表面激發(fā)的近場(chǎng)的理解，并協(xié)助其他測量方法，揭示更高分辨率下的真實(shí)近場(chǎng)分布。
該工作的第一作者為健康所2019級博士生陳思雨。該項研究受到中國科學(xué)院科研儀器裝備開(kāi)發(fā)項目、國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)研究項目等資助。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.2c03818
圖1 利用振動(dòng)斯塔克效應在單顆粒納米腔內定量揭示真實(shí)橫向近場(chǎng)的不均勻分布
