用于高折射率纳米光子学与生物医学诊疗的过渡金属硫族化物纳米球
光学
2022-10-12 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
共振介电纳米结构领域的最新进展为在纳米尺度上集中和操控光以及建立令人振奋的全介电纳米光子学新领域创造了诱人的机遇。具有纳米图案化表面的过渡金属硫族化物（TMDCs）对这些任务尤其有前景。然而，这些结构的制备需要复杂的光刻工艺，极大限制了其应用前景。为弥补这一差距并拓展 TMDC 纳米材料的应用范围，我们在此报道了通过飞秒激光烧蚀制备水分散球形 TMDC（MoS2 和 WS2）纳米颗粒（NPs），其尺寸可变（5–250 nm）。由于保留了晶体结构，此类纳米颗粒展现出源自 TMDC 晶体的引人注目的光学与电子特性，其提供了显著的激子响应和高折射率值的独特组合，使得电磁场在纳米颗粒内的强集中成为可能。此外，由于米氏共振与激子共振之间的杂化，此类纳米颗粒还提供了额外的可调性。这些特性催生了若干非平凡效应，包括增强的光吸收与光热转换。作为示例，我们证明这些纳米颗粒表现出极强的光热响应，远超基于 Si 的传统介电纳米谐振器。所合成的 TMDC 纳米颗粒处于可流动胶体状态，且相比其他介电共振结构具有优越的光学性质，为开发下一代纳米光子学与纳米诊疗平台（包括光热疗法与多模态生物成像）提供了机遇。
引用
@article{arxiv.2111.14004,
title = {Transition metal dichalcogenide nanospheres for high-refractive-index nanophotonics and biomedical theranostics},
author = {G. I. Tselikov and G. A. Ermolaev and A. A. Popov and G. V. Tikhonowski and A. S. Taradin and A. A. Vyshnevyy and A. V. Syuy and S. M. Klimentov and S. M. Novikov and A. B. Evlyukhin and A. V. Kabashin and A. V. Arsenin and K. S. Novoselov and V. S. Volkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.14004},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 4 figures