【一周前沿】2021.03.29-2021.04.04

石墨烯中明亮的热等离激元发射引起中红外辐射

Mid-infrared radiative emission from bright hot plasmons in graphene

https://doi.org/10.1038/s41563-021-00935-2

石墨烯中的载流子激发和衰变过程受到广泛关注。作者报告了先前未观察到的衰变路径：热等离激元发射导致石墨烯中费米能级相关的中红外发射。通过超快光激发在石墨烯中实现的光反转载流子分布引起的热等离激元发射，作者观察了对费米能级相关辐射的非热贡献。计算表明，在中红外光谱范围内，所报道的等离激元发射过程比普朗克发射机制高几个数量级。金纳米盘的使用促进了散射和局域等离激元激发以及偏振相关的激发测量，为明亮的热等离激元发射提供了进一步的证据。

通过尖端增强的四波混频以小于2 nm的空间分辨率成像等离激元

Imaging Plasmons with Sub-2 nm Spatial Resolution via Tip-Enhanced Four-Wave Mixing

https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c00763

等离激元尖端-样品纳米结处的四波混频可用于在实验室环境下以低于2 nm的空间分辨率成像等离激元。作者用镀金的原子力显微镜探针对后者进行了说明，该探针用一对近红外飞秒激光脉冲辐照，并用于对等离激元金纳米板和银纳米立方体成像。通过监测偏振依赖的尖端测量，作者证明了四波混频信号位于尖端顶点。当尖端位于等离激元纳米颗粒附近的特定位置时，与顶点结合的信号会进一步增强。总体而言，这项工作为可视化化学转变以及在环境条件下联合飞秒时间分辨率和纳米级空间分辨率的相干电子和振动动力学铺平了道路。

纳米多孔金属：从等离激元特性到增强光谱学和光催化中的应用

Nanoporous Metals: From Plasmonic Properties to Applications in Enhanced Spectroscopy and Photocatalysis

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10945

从紫外到红外, 等离激元能够在不同波长范围内进行有趣的应用。等离激元材料的选择和材料的纳米结构对任何等离激元器件的最终性能有重要的影响。人工设计的纳米多孔金属（NPM）具有新奇的材料特性，包括比表面积大，独特的光学特性，高电导率和刚度降低，这赋予了它们在许多应用中的潜力。作者综述了各种可用的纳米多孔金属（例如Au，Ag，Cu，Al，Mg和Pt），主要侧重于它们作为等离激元材料的特性，并对NPM在光谱增强以及光催化中的应用进行了详细介绍。

DNA组装的等离激元链中远距和近距手性相互作用

Long- and short-ranged chiral interactions in DNA-assembled plasmonic chains

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22289-8

圆二色性（CD）长期以来一直用于追踪手性分子状态和蛋白质构型的变化。近年来，手性等离激元纳米结构在病原体检测和新型光学材料等领域显示出广阔的应用前景。这种金属结构的单元素的等离激元耦合是获得可观的CD信号的关键前提。作者确定并实现了各种耦合实体（手性和非手性），以证明手性转移距离接近100 nm。金纳米棒通过DNA折纸技术以手性方式排列，通过位于一对金纳米棒之间的非手性纳米球实现耦合。发射颗粒引起CD响应的强烈增强，在纳米球的共振频率处出现了额外的手性特征并且纳米棒的纵向等离激元共振频率发生了红移。匹配的数值模拟阐明了这一复杂体系结构中的手性光学场。

量子等离激元传感器

Quantum Plasmonic Sensors

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01028

等离激元传感器的非凡灵敏度在光学和光子学领域是众所周知的。这些传感器同时利用了金属和电介质界面附近的电磁场的增强和定位。尽管等离激元传感器已经实现并成功商业化，但其灵敏度和相关的精度已经开始达到由光的量子涨落所导致的基本经典极限（散离噪声极限）。为了将等离激元传感器的性能提高到经典极限之外，量子资源被越来越多地使用，这一研究领域被称为“量子等离激元传感”， 其在化学和生物传感中已经体现巨大应用潜力。作者综述了等离激元和量子传感技术，并展示了如何将二者结合以提高传统方法之外的等离激元传感器的性能。

本文转自：

https://mp.weixin.qq.com/s/ZiJbnjrKhmKloT0Bhj9w3A

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