Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy by Resonant Vibrational Coupling with Plasmonic Metal Oxide Nanocrystals

材料科学 等离子体子 红外光谱学 氧化物 红外线的 吸收(声学) 分子振动 表面等离子共振 表面等离子体子 共振(粒子物理) 局域表面等离子体子 兴奋剂 电场 化学物理 光电子学 分子物理学 纳米技术 分析化学(期刊) 分子 化学 纳米颗粒 光学 原子物理学 物理 色谱法 复合材料 有机化学 冶金 量子力学
作者
Woo Je Chang,Benjamin J. Roman,Allison Green,Thomas M. Truskett,Delia J. Milliron
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (31): 20636-20647 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c06145
摘要

Coupling between plasmonic resonances and molecular vibrations in nanocrystals (NCs) offers a promising approach for detecting molecules at low concentrations and discerning their chemical identities. Metallic NC superlattices can enhance vibrational signals under far-field detection by generating a myriad of intensified electric field hot spots between the NCs. Yet, their effectiveness is limited by the fixed electron concentration dictated by the metal composition and inefficient hot spot creation due to the large mode volume. Doped metal oxide NCs, such as tin-doped indium oxide (ITO), could overcome these limitations by enabling broad tunability of resonance frequencies in the mid-infrared range through independent variation of size and doping concentration. This study investigates the potential of close-packed ITO NC monolayers for surface-enhanced infrared absorption by quantifying trends in the coupling between their plasmon modes and various molecular vibrations. We show that maximum vibrational signal intensity occurs in monolayers composed of larger, more highly doped NCs, where the plasmon resonance peak lies at higher frequency than the molecular vibration. Using finite element and mutual polarization methods, we establish that near-field enhancement is stronger on the low-frequency side of the plasmon resonance and for more strongly coupled plasmonic NCs, thus rationalizing the design rules we experimentally uncovered. Our results can guide the development of optimal metal oxide NC-based superstructures for sensing target molecules or modifying their chemical properties through vibrational coupling.
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
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
yanice发布了新的文献求助10
1秒前
poppysss发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
4秒前
careyzhou完成签到 ,获得积分20
4秒前
科研小呆瓜完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
积极鸵鸟完成签到,获得积分10
5秒前
livra1058发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
7秒前
Cupid完成签到,获得积分10
7秒前
在水一方应助en采纳,获得10
8秒前
万能图书馆应助水博士采纳,获得10
9秒前
LL发布了新的文献求助10
9秒前
柚子发布了新的文献求助10
10秒前
微笑听芹发布了新的文献求助10
11秒前
umi发布了新的文献求助20
11秒前
慕青应助锡则宇采纳,获得10
12秒前
如意抽屉完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
精明的听寒完成签到,获得积分10
13秒前
jie发布了新的文献求助20
14秒前
乐乐应助芬栀采纳,获得10
14秒前
15秒前
sxd完成签到 ,获得积分10
16秒前
37发布了新的文献求助10
17秒前
博士发布了新的文献求助20
18秒前
初景应助yanice采纳,获得20
20秒前
水博士发布了新的文献求助10
21秒前
CodeCraft应助快乐哲瀚采纳,获得10
21秒前
初景应助jie采纳,获得20
22秒前
22秒前
锡则宇完成签到,获得积分20
24秒前
25秒前
爱科研的方完成签到 ,获得积分10
25秒前
锡则宇发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6504544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8298901
关于积分的说明 17714893
捐赠科研通 5603957
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2919895
邀请新用户注册赠送积分活动 1897274
关于科研通互助平台的介绍 1759121