Nanoscale light–matter interactions in metal–organic frameworks cladding optical fibers

包层(金属加工) 材料科学 金属有机骨架 纳米孔 涂层 光纤 光子学 纳米技术 制作 光电子学 光学 化学 复合材料 吸附 物理 病理 有机化学 医学 替代医学
作者
Jieyun Wu,Wanying Zhang,Ying Wang,Binghui Li,Ting Hao,Youbin Zheng,Lianzhong Jiang,Kaixin Chen,Kin Seng Chiang
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:12 (18): 9991-10000 被引量:25
标识
DOI:10.1039/c9nr09061d
摘要

The utilization of refractive index (RI) change due to guest-host interactions between the guest volatile organic compound vapor and porous metal-organic frameworks (vapor-MOF interactions) is promising in photonic vapor sensors. Therefore, the study of light-matter interactions in nanoporous metal-organic frameworks (MOFs) is fundamental and essential for MOF-based photonic devices. In this work, the manipulation of light in MOFs to investigate the vapor-MOF interactions by using optical fiber devices is demonstrated. The vapor-MOF interactions and the light-vapor interactions (light in MOFs to sense the RI changes resulting from the vapor-MOF interactions) are investigated. The cladding mode is excited by a long-period fiber grating (LPFG) for evanescent field sensing in a ZIF-8 sensitive coating. The experimental results combining quantum chemical calculations and optical simulations reveal the relationships between the microscopic energy of vapor desorption, RI changes and evanescent field enhancement in ZIF-8 during the vapor-MOF interactions. With exceptionally large RI changes, the evanescent field of cladding mode in ZIF-8 is greatly enhanced to sense the vapor-MOF interactions. As a proof-of-concept, a LPFG sensor with ZIF-8 coating showed a high sensitivity of 1.33 pm ppm-1 in the linear range from 9.8 ppm to 540 ppm for the sensing of ethanol vapor. The investigation of light-matter interactions in ZIF-8 provides a useful guideline for the design and fabrication of MOF-based optical waveguide/fiber sensors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
韩尚宁发布了新的文献求助20
1秒前
城123发布了新的文献求助10
3秒前
墨1234完成签到,获得积分10
4秒前
樊香彤完成签到,获得积分10
5秒前
丘比特应助3424923462采纳,获得10
7秒前
在水一方应助HDD采纳,获得10
7秒前
seven完成签到,获得积分10
7秒前
ding应助小白采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
wZx完成签到,获得积分20
10秒前
oceanao应助fdw采纳,获得10
10秒前
hujin完成签到,获得积分10
11秒前
是小曾啊发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
evilhag发布了新的文献求助10
15秒前
pragmatic发布了新的文献求助10
15秒前
江边鸟完成签到 ,获得积分10
16秒前
哈哈完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
18秒前
001026Z完成签到,获得积分10
19秒前
青阳完成签到,获得积分10
20秒前
luxlili完成签到,获得积分10
21秒前
科研通AI2S应助山止川行采纳,获得10
21秒前
科研通AI2S应助山止川行采纳,获得10
21秒前
所所应助雷小牛采纳,获得10
22秒前
22秒前
ccc发布了新的文献求助10
23秒前
evilhag完成签到,获得积分10
26秒前
xfq0829完成签到 ,获得积分10
26秒前
青菜完成签到,获得积分20
27秒前
tiantian8715发布了新的文献求助10
27秒前
鲁老九发布了新的文献求助10
28秒前
tzy完成签到,获得积分10
29秒前
整齐的蜻蜓完成签到 ,获得积分10
29秒前
31秒前
31秒前
oceanao应助fdw采纳,获得10
32秒前
英俊的铭应助hebhm采纳,获得10
34秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3163348
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2814206
关于积分的说明 7903775
捐赠科研通 2473774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1317050
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631614
版权声明 602187