物理学院王广厚教授课题组在Ag团簇对和颗粒链的等离激元耦合观察中取得进展，其论文Visualizing Plasmon Coupling in Closely Spaced Chains of Ag Nanoparticles by Electron Energy-Loss Spectroscopy发表在Small上（Small 6，446-451（2010））。该工作由课题组与悉尼大学电子显微中心合作完成，宋凤麒老师为第一作者。

 

因为在纳米光学和生物传感器件中的潜在应用，贵金属纳米团簇之间的等离激元耦合成为当前纳米科技研究的热点之一。然而在直径小于20nm的金属颗粒簇中，随着颗粒间距变化的耦合等离激元模式的观察却一直少有报道。其主要困难在于，理论预言的共振频率随着间距变化非常的敏感；颗粒间距甚至仅几个纳米的微小改变就可以造成耦合模式的可观测移动。而通常用于等离激元测量的光学方法无法实现单个纳米颗粒对或颗粒链的耦合的实验观察。该工作利用集成在透射电镜中的电子能量损失谱进行。在工作中，首先对单个的银纳米颗粒的等离激元激发谱像进行了分析，确认该手段对等离激元观察的有效性。接着，分析了单个Ag纳米颗对的等离激元激发谱像，确认颗粒对的外侧是观察的有效性。接着，分析了单个Ag纳米颗粒对的等离激元激发谱像，确认颗粒对的外侧是观察到偶极耦合模式的最佳位置。系统的观察发现，这一偶极耦合模式随着颗粒对间距的变小，从紫外波段的3.4eV逐渐的进入了绿光波段2.7eV。通过理论模拟，该工作进一步证实了这一利用电子束观察到的颗粒对耦合等离激元和光学测量中的等离激元耦合是相同的，而且这一偶极模式可以与光传输发生耦合。最后这一观察被推广至多团簇构成的颗粒链的等离激元观察。

 

该工作确认：Ag纳米颗粒对内的等离激元耦合随着距离的减小逐渐红移，这一红移在间距/直径比小于0.2以后变得非常明显，其红移速度随着间距/直径比的减小而进一步加快。这是在小于20nm直径的纳米小颗粒链中等离激元耦合及其间距依赖性的首次实验报道。（来源：南京大学）

 

 

 

 

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