Nyligen föreslog ett forskarlag under ledning av professor Yang Liangbao från Institute of Health and Medical Technology, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Chinese Academy of Sciences (CAS) en mekanism för förstärkning av det elektromagnetiska fältet baserad på kopplingseffekten för nära grannelektronomlopp, förklara mekanismen för tvådimensionellt (2D) skiktat material Au-2H-TaS2 används för ytförstärkt Raman-spridning (SERS).
Resultaten publicerades i Journal of Physical Chemistry Letters .
2D-material är ett hett ämne inom analytisk kemi på grund av deras potential som idealiska metallfria ytförstärkta Raman-spektroskopi (SERS)-substrat. Men jämfört med ädla metaller har 2D-material en relativt låg förbättringsfaktor (vanligtvis under 10 3 ) på grund av deras huvudsakligen kemiska förstärkningsmekanism.
Därför behövs ytterligare forskning om 2D-materialet med blandade metallnanopartiklar eller kemiskt dopade 2D-materialsystem och dess SERS-förbättringsmekanism för att uppnå hög SERS-prestanda.
I denna studie använde teamet enatoms Au-kluster för att interkalera 2H-TaS2 , vilket uppnår en SERS-förstärkningseffekt av två storleksordningar i förhållande till föräldern 2H-TaS2 .
För att exakt belysa SERS-förbättringsmekanismen för Au-2H-TaS2 , ett enda atomlager Au-kluster intercalation dubbelskikt 2H-TaS2 modell etablerades och en innovativ elektromagnetisk fältförstärkningsmekanism baserad på kopplingseffekten av angränsande elektronorbitaler föreslogs.
Genom experimentell analys och teoretiska beräkningar har det visat sig att d-orbitalelektronerna på Au-ytan är kopplade med angränsande 2H-TaS2 , vilket ökar den lokala elektrontätheten, vilket resulterar i ett starkt lokalt elektromagnetiskt fält.
Detta arbete ger nya insikter för SERS-förbättring av icke-ädelmetallföreningar och vägleder utvecklingen av nya SERS-substrat, enligt teamet.
Mer information: Shirui Weng et al, Near-Neighbor Electron Orbital Coupling Effect of Single-Atomic-Layer Au Cluster Intercalated Bilayer 2H-TaS2 for Surface Enhanced Raman Scattering Sensing, The Journal of Physical Chemistry Letters (2023). DOI:10.1021/acs.jpclett.3c02225
Journalinformation: Journal of Physical Chemistry Letters
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
