金属与半导体纳米粒子间的谐波诱导等离激元共振能量转移
材料科学
2024-12-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
结合两个或多个金属和/或半导体纳米粒子的异质结构，因局域表面等离激元共振（LSPRs）而表现出增强的上转换。然而，耦合的等离激元-激子系统受激子弛豫制约而速度受限，且金属多等离激元系统无法实现广泛调谐。在此，我们描述了一种异质结构，其中绝缘氧化铝层改变了 CuS 和 Au 纳米粒子之间的间距，从而在实验上证实了 Au 和 CuS 等离激元之间典型的 依赖关系，这亦为 Lumerical 仿真所证明。瞬态吸收光谱表明，异质结构 Au/CuS 中的等离激元弛豫（690 fs）快于 CuS 纳米粒子（929 fs），表明存在直接能量转移。此外，非线性吸收测量清楚地显示了 CuS 的二次谐波 LSPRs 与 Au 的基频 LSPR 之间的耦合。这定义了一种新颖的谐波诱导等离激元共振能量转移（HIPRET）动力学，将金属 Au 等离激元与 CuS 中宽泛的半导体等离激元联系起来。这种可调谐的超快等离激元上转换原型，为高效非线性纳米器件提供了一种策略，在光催化、参量下转换和生物医学成像中具有广阔的应用前景。
引用
@article{arxiv.2412.13366,
title = {Harmonic-Induced Plasmonic Resonant Energy Transfer between Metal and Semiconductor Nanoparticles},
author = {Yueming Yan and Nathan J. Spear and Adam J. Cummings and Karina Khusainova and Janet E. Macdonald and Richard F. Haglund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.13366},
year = {2024}
}