科学家通过氧化物粒子超晶格增强局域表面等离子体共振

中国科学院合肥物理科学研究所杨良宝教授领导的一个研究小组通过研究具有氧空位的Cu₂O₁8339;超晶格，增强了局域表面等离子体共振（LSPR），为半导体中的空位掺杂和金属氧化物纳米颗粒中的LSPR诱导提供了新的见解。研究结果发表在《纳米快报》上

LSPR是指金属纳米粒子中自由电子的集体振荡，这会导致吸收和散射特定波长的光的共振现象。这种独特的光学特性使LSPR能够应用于各种领域，如生物传感，它提高了检测灵敏度，以及光催化，它促进了光驱动的化学反应。此外，基于LSPR的材料在色彩调节和能量收集应用中显示出前景

研究人员长期以来一直专注于LSPR增强的研究。在此基础上，他们通过研究Cu₂O₁8339;超晶格增强LSPR效应的潜力来推进他们的研究

通过一系列精心设计的实验，他们成功合成了富含氧空位的Cu₂O₁8339;超晶格结构，并观察到LSPR的显著增强

他们表明，这些氧空位在增加载流子浓度和改变材料的电子能带结构方面起着至关重要的作用

具体来说，氧空位导致价带边缘向费米能级移动，同时缩小了带隙。这种结构改变引发了带内跃迁，产生了强烈的LSPR模式，并显著增强了电磁场

因此，该材料在表面增强拉曼光谱检测中表现出优异的性能

这项研究为半导体中的空位掺杂提供了新的视角，并为在金属氧化物纳米粒子中诱导LSPR开辟了新的途径 More information: Chang Yao et al, Cu₂O_1-x-Superlattices Induced Oxygen Vacancy for Localized Surface Plasmon Resonance, Nano Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c06330

Journal information: Nano Letters