具有非常规相的贵金属的表面等离激元性质

贵金属纳米颗粒因其高度丰富的等离激元产生而成为等离激元应用的行业标准。尽管其等离激元性能卓越，但由于可用激光源的限制以及保持这些材料机械强度所需相对较低的工作温度，它们在等离激元应用中的广泛使用通常受到阻碍。受近期实验工作的启发——其中在金（Au）、银（Ag）和铜（Cu）中发现了非常规密排六方（HCP）相——我们利用高精度第一性原理模拟展示了这些材料中两种 HCP 多型体的等离激元性能。与面心立方（FCC）相相比，孤立 HCP 相因 Gibbs 自由能差单调减小而在高温下通常达到热与机械稳定性。我们发现，其中若干多型体更硬，并产生比常规 FCC 对应体能量更低、寿命相当的体等离激元。这也导致嵌入介电基质中的完美球形 HCP 相纳米颗粒的局域表面等离激元共振（LSPR）出现在比其 FCC 对应体明显更低能量处且寿命相当。LSPR 峰位置与寿命可通过控制工作温度、宿主基质介电常数和晶粒尺寸来调节。我们的工作表明，可对贵金属纳米颗粒进行裁剪以开发非常规 HCP 相，从而获得新颖的等离激元性质。