Onthulling van het SERS-verbeteringsprincipe van Au-2H-TaS2 Gebaseerd op het koppelingseffect van elektronenbanen die het dichtst bij de buren liggen. Credit: Het Journal of Physical Chemistry Letters (2023). DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c02225
Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van professor Yang Liangbao van het Institute of Health and Medical Technology, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) en de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een elektromagnetisch veldversterkingsmechanisme voorgesteld, gebaseerd op het nabije buur-elektronenbaankoppelingseffect, het mechanisme van tweedimensionaal (2D) gelaagd materiaal Au-2H-TaS uitleggen2 gebruikt voor verbetering van oppervlakte-verbeterde Raman-verstrooiing (SERS).
De resultaten zijn gepubliceerd in Journal of Physical Chemistry Letters.
2D-materialen zijn een hot topic op het gebied van analytische chemie vanwege hun potentieel als ideale metaalvrije oppervlakte-verbeterde Raman-spectroscopie (SERS)-substraten. Vergeleken met edelmetalen hebben 2D-materialen echter een relatief lage versterkingsfactor (meestal minder dan 103) vanwege hun voornamelijk chemische versterkingsmechanisme.
Daarom is verder onderzoek nodig naar het 2D-materiaal van gemengde metalen nanodeeltjes of het chemisch gedoteerde 2D-materiaalsysteem en het SERS-verbeteringsmechanisme om hoge SERS-prestaties te bereiken.
In deze studie gebruikte het team Au-clusters met één atoom om 2H-TaS te intercaleren2waardoor een SERS-versterkingseffect van twee ordes van grootte wordt bereikt ten opzichte van de ouder-2H-TaS2.
Om het SERS-verbeteringsmechanisme van Au-2H-TaS nauwkeurig te verduidelijken2een enkele atomaire laag Au-clusterintercalatie dubbellaag 2H-TaS2 Er werd een model opgesteld en er werd een innovatief elektromagnetisch veldversterkingsmechanisme voorgesteld, gebaseerd op het koppelingseffect van aangrenzende elektronenorbitalen.
Door middel van experimentele analyse en theoretische berekeningen is aangetoond dat de d-orbitale elektronen op het Au-oppervlak gekoppeld zijn met aangrenzende 2H-TaS2waardoor de lokale elektronendichtheid toeneemt, wat resulteert in een sterk lokaal elektromagnetisch veld.
Dit werk biedt nieuwe inzichten voor de SERS-verbetering van niet-edele metaalverbindingen en begeleidt de ontwikkeling van nieuwe SERS-substraten, aldus het team.
Meer informatie:
Shirui Weng et al., Near-Neighbor Electron Orbital Coupling Effect van Single-Atomic-Layer Au Cluster geïntercaleerde dubbellaag 2H-TaS2 voor oppervlakte-verbeterde Raman-verstrooiingsdetectie, Het Journal of Physical Chemistry Letters (2023). DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c02225
Tijdschriftinformatie:
Journal of Physical Chemistry Letters
Geleverd door de Chinese Academie van Wetenschappen
