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
cyyyyyyyyyy完成签到,获得积分10
1秒前
shankehu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
墨客完成签到,获得积分20
3秒前
王贺完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
罗氏集团发布了新的文献求助10
4秒前
乐乐应助星星采纳,获得10
5秒前
5秒前
汉堡包应助自由的尔槐采纳,获得10
6秒前
6秒前
abc778发布了新的文献求助10
6秒前
在水一方应助矿泉水采纳,获得10
6秒前
6秒前
墨客发布了新的文献求助10
7秒前
炙热萝完成签到,获得积分10
7秒前
Bibabo完成签到,获得积分10
8秒前
yyy完成签到,获得积分10
9秒前
仗炮由纪发布了新的文献求助10
10秒前
安安应助杨宝仪采纳,获得10
10秒前
顾矜应助why采纳,获得10
10秒前
南华_陈发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
耳鼻喉不发言完成签到,获得积分10
12秒前
小飞鼠发布了新的文献求助10
12秒前
黑白菜发布了新的文献求助10
14秒前
夕夜蟹完成签到 ,获得积分10
17秒前
萱1988发布了新的文献求助10
17秒前
Eason发布了新的文献求助10
18秒前
万能图书馆应助一一采纳,获得30
18秒前
19秒前
19秒前
微笑完成签到,获得积分10
20秒前
Mic应助耳鼻喉不发言采纳,获得30
20秒前
李李完成签到,获得积分10
21秒前
青平完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Comprehensive Natural Products III 400
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 6627817
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8389379
关于积分的说明 17946592
捐赠科研通 5805069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2963602
邀请新用户注册赠送积分活动 1938706
关于科研通互助平台的介绍 1847945