等离激元金属纳米结构具有独特的光学特性,在波导、光学、光催化、传感和生物医药等领域具有广阔的应用前景。近年来,等离激元共振波长超过1000纳米的金属纳米结构受到越来越多的关注。光学活性纳米材料大量应用于近红外第二生物窗口(1000-1400纳米)的生物医学成像和诊断,细胞组织在这个范围内表现出低光散射和吸收,从而具有高透射率。这些应用对构筑等离激元共振波长超过1000纳米的金属纳米结构提出了新的要求。
然而,目前报道的这类金属纳米结构主要是基于粒径的增加,粒子的体积相对较大,不仅导致金属利用率低,而且在生物医学应用中使细胞摄取困难、光热转换效率低。另一方面,合成的方法没有普适性,并且由于尺寸分布不均匀,纳米结构的等离激元共振峰的线宽较宽,严重限制了金属纳米结构在近红外等离激元方面的应用。
上海交通大学和香港中文大学团队通过银钯合金在金纳米双锥顶端的沉积实现了等离激元共振峰红移达到约900纳米,该过程中纳米结构的总体积仅增加少许。地磁学数字模拟证实,纳米颗粒等离激元共振峰的红移是由几何结构决定的,与沉积金属的种类无关。该团队的方法适用于不同的金纳米晶体(纳米双锥和纳米棒)和金属(钯和铂)。通过银钯或银铂沉积,他们在金纳米双锥和金纳米棒表面可以制备等离激元共振波长跨越整个近红外区域的纳米晶体。

此外,这种独特的金属顶端沉积的纳米结构在近红外区域表现出高光热转换效率和优异的光热治疗性能。该工作提供了一种合成具有长等离激元共振波长纳米结构的有效途径,有望促进基于等离激元光子学和纳米生物医学应用的发展。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society上,文章的第一作者是上海交通大学的博士研究生朱兴忠和香港中文大学的博士研究生叶幸权。
该论文作者为:Xingzhong Zhu, Hang Kuen Yip, Xiaolu Zhuo, Ruibin Jiang, Jianli Chen, Xiao-Ming Zhu, Zhi Yang, Jianfang Wang
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Realization of Red Plasmon Shifts up to ~900 nm by AgPd-Tipping Elongated Au Nanocrystals
J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 13837, DOI: 10.1021/jacs.7b07462
杨志博士简介

杨志,上海交通大学微纳电子学系教授,副系主任;1999年在兰州大学取得材料化学学士学位,1999年在兰州大学取得材料物理与化学硕士学位,2005年在兰州大学取得物理化学博士学位,2005-2008年分别在香港理工大学和香港中文大学从事博士后研究;2009年3月起就职于上海交通大学,于2010年成为特别研究员,2018年成为教授。
目前杨志的研究领域包括纳米功能材料与器件,在相关领域发表SCI论文150余篇,包括J. Am. Chem. Soc.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.等;论文共引用5000多次,H指数41;获授权中国发明专利20项,曾获得教育部自然科学奖二等奖。
http://www.x-mol.com/university/faculty/48504
王建方博士简介

王建方,香港中文大学物理系教授,理学院助理院长;1993年在中国科技大学取得无机化学、计算机软件设计学士学位,1996年在北京大学取得无机化学硕士学位,2002年在哈佛大学取得物理化学博士学位,2002-2005年在加州大学圣芭芭拉分校从事博士后研究;2005年8月起就职于香港中文大学,于2011年成为副教授,2015年成为正教授。
目前王建方的研究领域包括纳米表面等离子体共振学、纳米光学和光催化,在相关领域发表SCI论文170余篇,包括Nature、Science、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等;论文共引用18000多次,H指数58;获授权中国发明专利5项,参与撰写两本英文书籍;曾获香港中文大学杰出研究贡献奖、香港中文大学青年研究学者奖和教育部自然科学奖一等奖。
http://www.x-mol.com/university/faculty/44753


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