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科學島團隊在氧化物顆粒超晶格誘導局域表面等離子體共振增強研究方面取得新進展

研發(fā)快訊 2025年01月14日 09:32:33來源：合肥物質(zhì)科學研究院作者：姚暢翁士瑞 21703

摘要研究發(fā)現(xiàn)，Cu2O1-x-超晶格結構中的氧空位增加了載流子濃度，改變了能帶結構，使得價帶邊緣向費米能級移動，縮小了帶隙。

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學院合肥物質(zhì)院健康所楊良保研究員課題組在Cu2O1-x-超晶格誘導局域表面等離子體共振(LSPR)研究方面取得重要進展。相關成果發(fā)表在國際權威期刊Nano Letters上。

　　楊良保研究員課題組一直致力于局域表面等離子體共振(LSPR)增強研究，并取得了一系列成果(J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 29, 13174-13183；Nano Lett. 2023, 23, 5445−5452)。在此基礎上，課題組深入探索了Cu2O1-x-超晶格結構(圖1)在誘導局域表面等離子體共振方面的潛力。通過精心設計的實驗，成功制備了具有豐富氧空位的Cu2O1-x-超晶格結構，并觀察到顯著的LSPR增強效應(圖2)。

　　研究發(fā)現(xiàn)，Cu2O1-x-超晶格結構中的氧空位增加了載流子濃度，改變了能帶結構，使得價帶邊緣向費米能級移動，縮小了帶隙。這種結構變化所導致的帶內(nèi)躍遷產(chǎn)生了強烈的LSPR模式，顯著增強了電磁場，從而在SERS檢測中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。這一發(fā)現(xiàn)為半導體的空位摻雜提供了新的視角，也為金屬氧化物納米粒子誘導產(chǎn)生局域表面等離子體共振(LSPR)提供了新的思路(圖2)。

　　該工作的第一作者為健康所2021級博士生姚暢，通訊作者為特任副研究員董榮錄、翁士瑞，以及楊良保研究員。該項研究受到國家自然科學基金重點項目、面上項目、青年項目，以及安徽省重點研究與開發(fā)計劃項目等資助。

圖1 Cu2O1-x-超晶格結構和相應無序結構所產(chǎn)生氧空位性能表征。

　　圖2 Cu2O NPs在形成Cu2O1-x-超晶格結構后的性質(zhì)變化，以及LSPR產(chǎn)生的機制示意圖。

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