金（Au）片显示出显著的结构各向异性，导致其等离子体特性容易调节。已报道了不同形状的Au片，例如最常见的三角形和六边形。然而，Au片的有限尖角数量阻碍了对其性质和应用的进一步研究。

一种新的合成路线不仅为设计新型各向异性等离激元纳米结构提供方法，而且有助于深入理解金微米片的生长机制。该成果以“Silver Irons Induced Growth of Plasmonic Au Hexagonal Star Plates”(《银离子诱导等离激元六角星状金微米片的生长》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry C 上，并入选为 hot article。

本文中，使用AgNO3在由聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和氯金酸（HAuCl4）组成的系统中合成了Au六边星形片。Ag+在Au片边缘的选择性沉积导致了片各边位置的生长速率不均匀，从而使片的生长趋势从规则六边形转变为多边形，再到六边星形片。通过添加其他离子（I−、Br−、Cu2+和Fe3+），成功获得了一系列Au结构。此外，使用Au六边星形片和Au纳米岛构建了一种表面增强拉曼光谱（SERS）基底，其对罗丹明6G（R6G）的检测浓度低至10−11 M，表现出出色的检测性能。这种新的合成方法不仅有助于设计新颖的各向异性等离子体纳米结构，还促进了对Au片生长机制的更好理解。

通过提高单晶金微米片的尖角数量，可以产生更强的局域电磁场增强效应。然而，目前仅有少数形态的单晶金片被报道，例如三角形状和六边形状，且通常需要高温制备或者长达数天的反应时间。因此，需要发展一种有效的方法来制备具有更多尖角的单晶金微米片。

近日，陕西师范大学纳米光学团队通过在聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 和氯金酸 (HAuCl4) 的反应体系中引入 Ag 离子合成了六角星状金微米片。通过对该结构进行表征，发现样品是以金 (111) 面为主、厚度为 60 nm 的单晶片状结构，且产率达到了 50%。

图 1. (a) 六角星状金微米片的 TEM 表征图，(b) 六角星状金微米片的晶格结构，(c) 六角星状金微米片的 AFM 图，(d) AFM 扫描所得六角星状金微米片的高度。

研究发现 Ag 离子在金片边缘的选择性位点沉积导致了金片边缘不同位置的生长速率不均匀，最终使得金片形貌由六边形状向多边形再到六角星状的转变。

图 2. (a) 金片的生长示意图，步骤ⅰ-ⅲ；(b) 金片的 SEM 表征图，步骤ⅰ-ⅲ。

随后通过向 PVP 和 HAuCl₄ 的反应溶液中分别添加其他常用于塑造金纳米结构形貌的离子 (I^-、Br^-、Cu²⁺ 和 Fe³⁺) 获得了一系列等离激元金纳米结构，但均未能出现六角星状金片，证明了 Ag 离子对金片形貌塑造的特殊性。

此外，利用六角星状金微米片和金纳米岛膜构建了表面增强拉曼光谱 (SERS) 衬底，对浓度为 10^–11 M 的罗丹明 6G (R6G) 分子具有出色的检测能力。

图3. (a) SERS 基底构建示意图，(b) 不同浓度 R6G 分子修饰的 SERS 基底上采集的信号，(c) 不同 R6G 分子浓度下，取 611cm-1 处特征峰强度绘制的对数图。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D4TC00703D

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