近日，中科院合肥物質(zhì)院健康所醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心室楊良保研究員課題組在單顆粒納米腔中真實(shí)近場(chǎng)增強(qiáng)分布的定量探測(cè)取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊The Journal of Physical Chemistry Letters上。 

　　楊良保研究員團(tuán)隊(duì)一直從事表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）檢測(cè)方法的研究，取得了一系列研究成果。由于SERS檢測(cè)技術(shù)強(qiáng)烈依賴于等離子體場(chǎng)強(qiáng)，在不斷創(chuàng)新和發(fā)展SERS檢測(cè)技術(shù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)納米尺度下的縱向近場(chǎng)強(qiáng)度分布不均 (Siyu Chen, Liangbao Yang et. al., J. Am. Chem. Soc., 2022, 144,29,13174-13183）。在此研究基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)SERS強(qiáng)度由于與近場(chǎng)強(qiáng)度之間的定量關(guān)系不明確，仍舊無(wú)法反應(yīng)真實(shí)的近場(chǎng)分布。為實(shí)現(xiàn)對(duì)近場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)分布的全面理解，開(kāi)展定量探測(cè)到真實(shí)的近場(chǎng)增強(qiáng)分布非常有必要。 

　　鑒于此，楊良保研究員課題組首次利用Stark位移而非SERS強(qiáng)度定量揭示單顆粒納米腔內(nèi)真實(shí)的橫向近場(chǎng)的不均勻分布（圖1左）。該研究設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了自組裝單層對(duì)巰基苯甲腈分子層(SAM MBN)作為間隔層的單個(gè)納米腔體系，通過(guò) SERS 實(shí)驗(yàn)，結(jié)合模擬計(jì)算 Stark 調(diào)諧率，對(duì)單個(gè)納米腔內(nèi)ν(C=C) 和 ν(C≡N) 的橫向位置依賴 Stark 位移進(jìn)行了測(cè)量，準(zhǔn)確揭示了近場(chǎng)橫向分布的不均勻性，并將橫向近場(chǎng)強(qiáng)度定量到 ~ 1.9×10⁹ V/m，進(jìn)一步與有限元計(jì)算(FEM)預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，結(jié)果高度吻合（圖1右）。該工作增加了對(duì)納米顆粒表面激發(fā)的近場(chǎng)的理解，并協(xié)助其他測(cè)量方法，揭示更高分辨率下的真實(shí)近場(chǎng)分布。 

　　該工作的第一作者為健康所2019級(jí)博士生陳思雨。該項(xiàng)研究受到中國(guó)科學(xué)院科研儀器裝備開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)研究項(xiàng)目等資助。 

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.2c03818 

圖1 利用振動(dòng)斯塔克效應(yīng)在單顆粒納米腔內(nèi)定量揭示真實(shí)橫向近場(chǎng)的不均勻分布