基于金納米陣列表面等離子體驅(qū)動(dòng)的光催化特性*

張利勝

(首都師范大學(xué)物理系,北京市納米光電子學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100048)

金屬納米結(jié)構(gòu)中傳導(dǎo)電子的集體振蕩所產(chǎn)生的表面等離子體不僅可以在時(shí)間和空間上重新分布電磁場(chǎng),還可以重新分布被激發(fā)的載流子.由表面等離子體引起的各種效應(yīng),包括增強(qiáng)的電磁場(chǎng)、局部加熱、激發(fā)的電子和激發(fā)的空穴,可以驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)等.本文基于陽極氧化鋁模板制備出排列規(guī)則的金納米陣列催化基底,當(dāng)特定波長(zhǎng)的激發(fā)光作用于該基底時(shí)其表面將會(huì)產(chǎn)生大量排列規(guī)則的局域表面等離子體增強(qiáng)區(qū)域.借助表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)具有指紋普的優(yōu)勢(shì),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以對(duì)氨基硫酚作為探針分子在局域表面等離子體的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生光催化反應(yīng)生成4,4′-二巰基偶氮苯.此后,原位引入硼氫化鈉在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,可以將生成物4,4′-二巰基偶氮苯在等離子體的驅(qū)動(dòng)下再一次發(fā)生逆向化學(xué)反應(yīng)生成對(duì)氨基硫酚分子.該項(xiàng)研究工作將在微納尺度下實(shí)現(xiàn)分子圖形的繪制和擦除,基于該技術(shù)進(jìn)行信息加密、讀取和擦寫等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值.

1 引言

表面等離激元(SPs)起源于傳導(dǎo)電子的集體振蕩,對(duì)納米結(jié)構(gòu)金屬和重?fù)诫s半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)起著至關(guān)重要的作用.由于對(duì)表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)的深入理解,當(dāng)觀察到的分子、離子、自由基或其他材料吸附在或位于某些納米結(jié)構(gòu)金屬表面上或附近時(shí),產(chǎn)生了顯著增強(qiáng)的拉曼散射過程SPs 的應(yīng)用已擴(kuò)……