L'image de gauche montre la position différente de la monocouche, WS2 dans la nanocavité. Le graphique de droite illustre la distribution de l'intensité du champ plasmonique. Crédit :Chen Siyu
Un groupe de scientifiques travaillant sur la spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS) a créé une nanorègle pour donner un aperçu des champs plasmoniques longitudinaux dans les nanocavités, selon une étude publiée dans le Journal of the American Chemical Society .
SERS est une technique d'analyse spectrale très sensible et puissante applicable dans divers domaines. Contrairement à la diffusion Raman faible, SERS atteint un signal Raman considérablement amélioré jusqu'à 10 10–15 , permettant l'analyse de molécules uniques.
"La manière dont nous développons la technologie dépend, dans une large mesure, de ce que nous savons des champs plasmoniques. Dans les expériences, nous avons observé une répartition inégale du champ plasmonique à l'échelle nanométrique. Mais cela manque de support théorique et expérimental. Nous a décidé de le découvrir", a déclaré Yang Liangbao, qui dirige l'équipe des Instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences.
"Des outils puissants sont nécessaires", a déclaré Yang. Au début de l'étude, Yang et son équipe ont dû trouver un moyen de mesurer l'exploration du champ plasmonique. "Nous avons donc conçu et fabriqué la nanorègle pour l'examiner en haute résolution spatiale."
Ils ont créé une nanorègle unique avec une résolution spatiale d'environ 7 x 10 -10 m, qui était en fait une nanocavité plasmonique fabriquée en combinant des films d'or ultra-lisses et des nanoparticules d'or uniques.
De plus, ils ont conçu une structure spéciale et innovante, la couche d'espacement, qui est un cristal atomique bidimensionnel à cinq couches, dans laquelle ils ont inséré une monocouche de WS2 en tant que sonde SERS et les quatre couches restantes de WS2 comme calques de référence.
Cette conception spéciale a généré une intensité SERS quantitative suffisamment forte, qui a pu détecter quantitativement et directement la distribution longitudinale du champ plasmonique.
En plus de la fabrication et des expériences directes, l'équipe a complété et validé ses recherches avec des dérivations théoriques, des calculs et des mesures spectrales. Leurs résultats montrent que le champ plasmonique longitudinal dans une nanocavité individuelle est distribué de manière hétérogène avec un grand gradient d'intensité inattendu. Sonder les limites de l'amélioration plasmonique à l'aide d'une sonde à cristal atomique bidimensionnelle
