Des scientifiques observent un champ plasmonique longitudinal dans une nanocavité à l’échelle subnano

Selon une recherche publiée dans le Journal de l’American Chemical Society.

SERS est une technique d’analyse spectrale très sensible et puissante applicable dans divers domaines. Contrairement à la diffusion Raman faible, SERS atteint un signal Raman considérablement amélioré allant jusqu’à 1010–15, permettant l’analyse de molécules uniques.

« La façon dont nous développons la technologie dépend, dans une large mesure, de ce que nous savons des champs plasmoniques. Dans les expériences, nous avons observé une distribution inégale du champ plasmonique à l’échelle nanométrique. Mais cela manque de support théorique et expérimental. Nous décidé de le découvrir », a déclaré Yang Liangbao, qui dirige l’équipe des Instituts Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences.

« Des outils puissants sont nécessaires », a déclaré Yang. Au début de l’étude, Yang et son équipe ont dû trouver un moyen de mesurer l’exploration du champ plasmonique. « Nous avons donc conçu et fabriqué la nanorègle pour l’examiner en haute résolution spatiale. »

Ils ont créé une nanorègle unique avec une résolution spatiale d’environ 7 x 10-10 m, qui était en fait une nanocavité plasmonique fabriquée en combinant des films d’or ultra-lisses et des nanoparticules d’or uniques.

De plus, ils ont conçu une structure spéciale et innovante, la couche d’espacement, qui est un cristal atomique bidimensionnel à cinq couches, dans laquelle ils ont inséré une monocouche de WS2 comme sonde SERS et les quatre couches restantes de WS2 comme couches de référence.

Cette conception spéciale a généré une intensité SERS quantitative suffisamment forte, qui a pu détecter quantitativement et directement la distribution longitudinale du champ plasmonique.

En plus de la fabrication et des expériences directes, l’équipe a complété et validé ses recherches avec des dérivations théoriques, des calculs et des mesures spectrales. Leurs résultats montrent que le champ plasmonique longitudinal dans une nanocavité individuelle est distribué de manière hétérogène avec un grand gradient d’intensité inattendu.