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長春應化所在二維等離激元納米結構研究上獲新進展
2019-07-22 | 编辑: | 【  

  二維金屬等離激元納米結構以其獨特的平面限域結構和表面等離激元共振耦合效應(plasmonic coupling)已成爲納米電子學、能源催化和傳感檢測等領域的研究熱點。然而,由于缺乏對等離子體-電子耦合效應的深入認識以及電極界面和材料的精確構築方法,二維金屬等離激元納米結構的設計和應用一直面臨著重大挑戰。 

  近期,中國科學院长春应用化学研究所金永东研究团队在二维金属等离激元纳米结构的设计及其在纳米电子学和电化学发光生物检测应用方面取得重要进展。他们通过在金纳米粒子表面包裹致密的二氧化硅纳米绝缘层来避免短路问题,并利用液/液界面自組裝的方式構建了新穎的二維Au@SiO2納米薄膜懸挂式納米電子學器件,成功揭示了傳統電子隧穿理論無法解釋的等離激元介導的長程電子(隧穿)輸運行爲。 

  在此基礎上,該團隊利用上述二維有序Au@SiO2納米粒子薄膜獨特的光電性能,構建了一種超高效plasmonic(金屬等離激元)電化學發光體系。通過精細納米調控,優化光子散射增強、熱點效應和能量共振轉移效應三者之間的協同增效作用,實現了電化學發光信號的1000倍增強。進一步構建了電化學發光免疫生物傳感器,實現了對前列腺特異性抗原(PSA)的超靈敏檢測,其檢測限低至3fgmL-1。相關成果先後發表在Cell子刊iScience上(iScience, 2018, 8, 213-221.,iScience, 2019, 17, 267-276. 

  上述研究爲新型二維金屬等離激元納米結構的設計及其在納米電子學和生化傳感檢測領域的應用提供了新思路。該研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發項目以及中科院項目的支持。

電分析化學國家重點實驗室

 

1:二維Au@SiO2納米薄膜及電子學器件表征

2plasmonic电化学发光增强示意圖 

 
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