Abstract
Plasmoniske nanopartikler er et attraktivt materiale til lette høst applikationer på grund af deres let modificeret overflade, høje overfladeareal og store ekstinktionskoefficienter som kan indstilles på tværs af synlige spektrum. Forskning i plasmoniske forbedring af optiske overgange er blevet populær, på grund af muligheden for forandring og i nogle tilfælde forbedring foto-absorptions- eller emissionsegenskaber af nærliggende kromoforer, såsom molekylære farvestoffer eller quantum dots. Det elektriske felt af plasmon kan parret med excitation dipol af en kromofor, forstyrrende de elektroniske stater, der er involveret i overgangen og fører til øget absorption og emission satser. Disse forbedringer kan også blive ophævet på kort afstand ved energioverførsel mekanisme, hvilket gør den rumlige arrangement af de to arter kritiske. I sidste ende, forøgelse af lys høsteffektivitet i plasmoniske solceller kan føre til tyndere og dermed billigere enheder. Den development af hybrid kerne / skal-partikler kunne tilbyde en løsning på dette problem. Tilsætningen af et dielektrisk afstandsstykke mellem et guld nanopartikler og en kromofor er den foreslåede metode til at styre exciton plasmon kobling styrke og derved balancere tab med de plasmoniske gevinster. En detaljeret procedure for belægning af guld nanopartikler med cd'er og ZnS halvleder skaller præsenteres. Nanopartiklerne viser høj ensartethed med størrelse kontrol i både de centrale guldpartikler og shell arter giver mulighed for en mere præcis undersøgelse af plasmoniske forbedring af eksterne kromoforer.
Introduction
Guld og sølv nanopartikler har potentialet for fremtidige teknologiske fremskridt i en lang række applikationer, herunder fotonik, 1 solceller, 2 katalyse, 3 kemiske / biologiske sensing, 4 biologisk billeddannelse, 5 og fotodynamisk terapi. 6 I henhold synlig excitation, kan overfladen elektroner svinge til danne en resonans kendt som en lokaliseret overfladeplasmonresonans (SPR), som kan anvendes til at koncentrere indfaldende stråling i det synlige spektrum. For nylig har ædelmetalpartikler nanopartikler blevet kombineret med halvleder eller magnetiske nanopartikler til at producere hybride nanopartikler med forbedret og afstemmelige funktionalitet. 7,8 Nyere litteratur, såsom den undersøgelse, som Ouyang et al. 9 eller Chen et al. 10, vist mulighed for syntesen af disse partikler, men kun begrænset kontrol i ensartetheden af de hybride arter er mulig på grund afen fordeling af guld nanopartikel størrelser og forværres af manglen på optisk karakterisering kombineret med fysisk karakterisering i hver fase af vækst. Zamkov et al. Viste lignende ensartethed i skalformation men kun én skaltykkelse blev anvendt med forskellige kernestørrelser, med nogle skaller ikke er fuldt formet omkring nanopartiklerne. For effektivt at udnytte disse nanopartikler, skal den præcise optiske respons være kendt og karakteriseret for en række forskellige skaltykkelser. Højere præcision i vægtykkelse kan opnås ved brug af monodisperse, vandige guldpartikler som skabelon, hvilket resulterer i højere kontrol over de endelige hybrid arter. Samspil mellem kernen og skallen kan vise begrænset forbedring i absorptions- eller emission satser på grund af den lille mængde halvledermateriale og nærhed til guld kerne. I stedet for samspillet mellem halvleder findes i skallen og guld partikel, kan skallen være brugd som et afstandsstykke for at begrænse afstanden mellem en ekstern chromophor. 11 Dette vil muliggøre højere kontrol over den rumlige adskillelse mellem plasmon mens, at bevirke følgerne af direkte kontakt med metaloverfladen.
Omfanget af den elektroniske samspil mellem overfladeplasmonresonans og exciton produceret i kromoforen, er direkte korreleret med afstanden mellem de metalliske og halvleder arter, overfladen miljø og styrken af interaktionen. 12 Når arterne er adskilt af en afstand på over 25 nm, de to elektroniske tilstande forbliver uforstyrret og den optiske respons er uændret. 13 den stærke kobling regime er dominerende når partiklerne har mere intim kontakt og kan resultere i standsning af enhver excitation energi via nonradiative rate enhancement eller Forester Resonance Energy Transfer ( FRET). 14,15 Manipulation af koblingens styrke, ved tuning the afstand mellem kromoforen og metalnanopartiklen, kan resultere i positive effekter. Nanopartikel ekstinktionskoefficient kan være størrelsesordener større end de fleste kromoforer, så nanopartiklerne at koncentrere det indfaldende lys meget mere effektivt. Udnytte den øgede excitation effektiviteten af nanopartikel kan resultere i højere magnetisering satser i kromofor. 12 Kobling af excitation dipol kan også øge emission i kromofor som kan resultere i øget kvanteudbytte hvis nonradiative satser er upåvirket. 12 Disse virkninger kan føre til solceller eller film med forøget absorbans, og fotovoltaiske effektivitet, lettes af den forøgede absorption tværsnit af guldet og den lethed beregning ekstraktion fra halvlederlaget på grund af eksistensen af lokaliserede overfladetilstande. 12,16 Denne undersøgelsen skal også give nyttige oplysninger om koblingen styrken af plasmon som aFSalvelse af afstanden.
Lokaliserede overfladeplasmoner blevet anvendt bredt i sensing 17 og påvisning 18 anvendelser på grund af følsomheden af plasmonresonans til det lokale miljø. Cronin et al., Viste den katalytiske effektivitet af TiO 2 film kan forbedres ved tilsætning af guld nanopartikler. Simuleringer viser, at denne stigning i aktivitet skyldes kobling af plasmon elektriske felt med excitoner oprettet i TiO2, som efterfølgende øger exciton generation satser. 19. Schmuttenmaer et al., Viste, at effektiviteten af Dye-sensibiliseret (DSSC) solceller kunne forbedres med inkorporeringen af Au / SiO2 / TiO 2 aggregater. Aggregaterne forøge absorptionen gennem etablering af brede lokaliserede overflade plasmon tilstande, der øger optiske absorption over et bredere område af frekvenser. 20 I anden litteratur, Li et al. Observered signifikant reduktion i fluorescens levetid samt afstand afhængig forbedring i steady state fluorescensintensitet blev observeret ved direkte kobling af en enkelt CdSe / ZnS kvantepunktet og enkelt guld nanopartikel. 21 For at drage fuld fordel af denne plasmoniske ekstraudstyr, der er en behov for fysisk kobling med et sæt afstande mellem de to arter.
Syntese af Hybrid Nanopartikler
Jiatiao et al., Beskrev en fremgangsmåde til at coate halvledermateriale på guld nanopartikler via en kationisk udveksling for at producere ensartede og afstemmelige skaltykkelse. Skallerne var ensartet i tykkelse, men guld skabeloner var ikke meget monodisperse. Dette vil ændre halvleder til guld-forholdet fra partikel til partikel og dermed koblingen styrke. Er gennemført 9 En dybdegående undersøgelse af de optiske egenskaber af disse centrale shell nanopartikler, for at udvikle en Reproducible syntesemetode. Tidligere metoder er afhængige af organisk-baserede nanopartikel syntese, der kan producere prøver med brede plasmon resonanser grundet inhomogenitet i guld nanopartikel størrelse. En modificeret vandig syntese af guld nanopartikler kan give en reproducerbar og monodispers guld nanopartikel skabelon med stabilitet i længere tid. Den vandige overfladeaktive cetyltrimethylammoniumchlorid danner et dobbelt lag på nanopartikel overflade skyldes interaktion mellem de lange carbonkæder af nærliggende cetyltrimethylammoniumchlorid molekyler. 22 Denne tykt overfladelag kræver omhyggelig vask til fjernelse af overskydende overfladeaktivt middel og tillade adgang til nanopartikel overflade , men kan give højere kontrol over nanopartikel størrelse og form. 23 det vandige tilsætning af en sølv kappe kan styres med stor præcision, der fører til en mere intim sammenhæng mellem skaltykkelse og optiske egenskaber. 23 en langsommere reduktion via ascorbinsyre acid anvendes til at deponere sølv på guldoverfladen, kræver tilsætning af sølvsalt at være meget præcis, for at forhindre dannelse af sølvnanopartikler i opløsningen. Det tredje trin kræver et stort overskud af svovl, der skal lægges i en organisk fase og en fase overførsel af de vandige nanopartikler skal forekomme. Med tilsætning af oleylamin som et organisk capping agent og oliesyre, der kan virke som både et endeafslutningsmiddel og støtte i fase overførsel af nanopartiklerne, ensartet, kan amorft sølv sulfid shell dannes omkring nanopartiklerne. 9,24 Koncentrationen af disse molekyler skal være høj nok til at forhindre aggregering af nanopartiklerne i dette trin, men for meget overskydende kan gøre oprensning vanskelig. I nærvær af tri butylphosphin og en metal nitrat (Cd, Zn eller Pb), kan udføres en kationisk udveksling indersiden af amorfe sulfid skallen. Reaktionstemperaturerne skal ændres for de forskellige genaktiveres af metallerne 9og eventuelt overskydende svovl skal fjernes for at reducere dannelsen af individuelle quantum dots. Hvert trin af syntesen svarer til en ændring i overfladen miljø i nanopartikel, derfor bør observeres en ændring i plasmon grund af afhængighed af plasmon frekvens på omkring dielektrisk felt. En parallel undersøgelse af optiske absorption som funktion af Transmission Electron Microscopy (TEM) karakterisering blev anvendt til at karakterisere nanopartikler. Denne syntetiske procedure vil give os velkontrollerede og ensartede prøver, der giver bedre sammenhæng fra mikroskopi og spektroskopi data.
Kobling med Fluoroforer
Påføring af et dielektrisk afstandslag mellem et plasmoniske metaloverflade og en fluorofor kan bidrage til at mindske tab som følge af nonradiative energioverførsel af skabte excitoner i metallet. Denne afstand lag kan også støtte i studiet af afstanden afhængighed mellem fluoroforen ogplasmonresonans på metaloverfladen. Vi foreslår at bruge halvleder skallen af de hybride nanopartikler som vores dielektriske afstand lag. Skallen tykkelse kan indstilles med nanometer præcision med tykkelser fra 2 nm til 20 nm tillader præcis distance korrelation eksperimenter, der skal udføres. Skallen kan også indstilles med Cd, Pb eller Zn kationer og S, Se og Te anioner, der giver mulighed for kontrol med ikke kun afstanden, men også den dielektriske konstant, elektronisk band arrangement og endda krystal gitterparametre.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Syntese af Gold Nanopartikler
- Afvej guldet salt i handskerummet og føje til et hætteglas i forvejen er renset med kongevand før fortynding med vand i en målekolbe. Forbered en 1 mM Gold (III) chlorid trihydrat (393,83 g / mol) i 100 ml vand til guld stamopløsning.
- Afvej 3,2 g fast stof CTAC (320 g / mol) og varme, i 25 ml vand, til omtrent 60 ° C til opløsning. Afkøl til stuetemperatur og fortynd blandingen med til 50 ml med vand i en målekolbe til fremstilling af en 0,2 M cetyltrimethylammoniumchlorid (CTAC).
- Bland 20 ml 1 mM guld opløsning og 20 ml 0,2 M CTAC opløsning inde i en rundbundet kogende kolbe og anbringes i et oliebad indstillet til 60 ° C. Tillad at blande i 10 min.
- Tilføj 1,7 mg (1: 1 molforhold) god Boran tert-butylamin (86,97 g / mol) til guld / CTAC opløsning og omrørt i 30 min.
Bemærk: Opløsningen skal vende dyb rød. Den resulterende opløsning har en guldpartikel Concentratipå ca. 5 uM og kan opbevares i flere måneder ad gangen eller straks anvendes til den næste fase af reaktionen.
2. Belægning med sølv
- Brug præcise reagens udgør pels nanopartiklerne med en sølv shell. Skallen vil give skabelonen for størrelse og form af halvleder skallen. Præcise reagens beløb vil også bidrage til at forhindre nukleation af sølvpartikler.
- Først beregne volumenet af kernen, i cm3, og konvertere til masse pr partikel ved hjælp af densiteten af guld. For eksempel for at beregne kernen volumen, antage en sfærisk nanopartikel med en diameter på 15 nm til opnåelse af et volumen på 1767,15 nm 3 og derefter konvertere til cm3 (1,77 x 10 -18 cm3). Multiplicer lydstyrken ved tætheden af guld (19,3 cm 3) til at beregne massen pr partikel (3,41 x 10 17).
- Under anvendelse af 10 ml af en 5,3 uM guld nanopartikel opløsning, 5,30 x 10 -8 mol partikler er til stede. Multiplicere med den molære masse giver at beregne massen af guld til stede i opløsningen (1,04 x 10 -5 g). Opdel massen af guld i opløsningen ved massen pr partikel at finde antallet af tilstedeværende (3,06 x 10 11) guldpartikler.
- Beregn rumfanget af nanopartiklerne med en 5 nm skaltykkelse, i cm3 (8,18 x 10 18 cm3) og trække denne fra volumenet af kernen nanopartikel (1,77 x 10 -18 cm3) til bestemmelse af skallen volumen (6,41 x 10 -18). Konverter denne volumen til mængde sølv ved at gange med antallet af guldpartikler og tætheden af sølv (2,33 x 10 -4). Shell tykkelser i området fra 1-10 nm, vil blive anvendt i denne undersøgelse.
- Konverter massen af sølv til at mol sølv nødvendige for en 5 nm shell radius (2,33 x 10 -4). Fra denne værdi, beregnes mængden af 4,0 mM sølv nitrat 540 pi) løsning nødvendig feller mængden af guld anvendes i udgangsopløsningen (10 ml).
- Der fremstilles en 4,0 mM AgNO3 (169,87 g / mol) opløsning i 5 ml vand. I en 70 ° C oliebad, blandes 10 ml af stock guld nanopartikler med ascorbinsyre til at gøre en 20 mM opløsning.
- Tilsæt sølvopløsning dråbevis til guldet og ascorbinsyreopløsning og reaktionen lades omrøre i 2 timer.
Bemærk: Reaktionen bliver lys orange (tyndere shell) til mørkorange (tykkere shell) i løbet af reaktionen. - Centrifuger nanopartikler ved 21.130 xg i 10 minutter og redispergere i rent vand. Dekanteres fra pelleterede nanopartikler til støtte i fjernelse af nøgne guld nanopartikler eller sølv nanopartikler, som kan være blevet dannet.
3. Konvertering af Shell til Silver sulfid
- Afvej elementært svovl i en 200: 1 molforhold til sølv i den tidligere fase af forsøget. For 10 ml Au / Ag kerne-kappepartikler og en 5 nm shell opløses 3 ml oleylamin og 1,5 ml oliesyre i 10 ml toluen.
- Koncentrer sølv kolloider, via centrifugering ved 21.130 x g i 10 minutter og dispergere i 1 ml vand.
Bemærk: Dette trin hjælper med at øge effektiviteten af ekstraktion fra den vandige fase til den organiske fase ved dannelse af sølvet skallen.
- Koncentrer sølv kolloider, via centrifugering ved 21.130 x g i 10 minutter og dispergere i 1 ml vand.
- Tilføj kolloiderne dråbevis til svovl opløsning under omrøring i 1 time.
Bemærk: Løsningen bliver mørkeblå (tyndere skaller) til lilla (tykkere skaller) som svovlingen går til færdiggørelse. - Centrifugeres den kolloide opløsning ved 4.000 xg i 10 min efter at reaktionen er omrørt i 2 timer til fjernelse af vandet og uomsat svovl fra opløsningen. Re-dispergere nanopartiklerne i ren toluen med lydbehandling, om nødvendigt.
- Sonikeres nanopartiklerne i et bad-sonikator i 30 sek til 1 min for at spredes i toluen.
Bemærk: Overskydende oleylamin eller oliesyresyre kan falde ud af opløsningen og kan fjernes efter dette trin ved dekantering af opløsningen fra det hvide faste stof.
- Sonikeres nanopartiklerne i et bad-sonikator i 30 sek til 1 min for at spredes i toluen.
4. kationbytter
- Gør metalprecursoren ved opløsning af metal nitrat til 1 ml methanol, for at gøre en 0,2 M opløsning af Cd (NO 3) eller Zn (NO3).
Bemærk: en 0,8 M opløsning kan anvendes til tykkere skaller at formindske mængden af methanol i opløsning.- Bland metallet løsning med de sølv sulfid-afskallede nanopartikler i en 1: 1 molforhold med sølv. Opvarm til 50 ° C for cadmium shell og 65 ° C i zink skaller under en nitrogenatmosfære.
- Tilføj tri-butylphosphin i en 500: 1 molforhold til metallet precursor. Reaktionstiderne er 2 timer for Cadmium og 20 timer for zink.
- Rens via centrifugering ved 21.130 xg i 10 minutter for at fjerne eventuelle isolerede cd'er eller ZnS nanopartikler som kan være blevet dannet. Dispergere pelleterede nanoparticles i en ren ikke-polært opløsningsmiddel, såsom hexaner, toluen eller chloroform.
5. ligand Exchange fra oleylamin
- Bland nanopartikel løsning med 1,5 gange volumenforhold ethanol til kolloid opløsning i toluen i et centrifugeglas. Centrifuger ved 4.000 xg i 10 minutter til pelletering nanopartiklerne.
- Vask nanopartiklerne med ethanol og centrifugeres en gang mere for at opsamle de faste partikler.
Bemærk: Partiklerne kan opbevares ved dette stadium, men fjernelse af ethanol er nødvendige for at forhindre aggregering. - Luk Ligander med en nukleofil bindende gruppe til overfladen via ubundne kationiske steder på skallen. 11-mercaptoundecanoic syre og 3,4-diaminobenzoesyre er egnede molekyler, som forlader nanopartiklerne vandopløselige.
- Dispergere nanopartikler i ligandopløsningen i stort overskud, cirka 10 gange højere koncentration end de native oleat molekyler. Omrør partiklerne ved stuetemperatur overnight at tillade forskydning af eventuelle resterende oleat molekyler.
- Centrifugeres opløsningen ved 4000 xg i 10 min. Vask de pelleterede partikler med methanol og centrifugeres ved 4.000 xg i 10 min gang mere for at indsamle de faste nanopartikler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Normaliseret absorbansspektre af guld nanopartikler med tre forskellige overfladeaktive midler er vist i figur 1. De anvendte overfladeaktive midler er oleylamin, tetradecyl trimethylammoniumchlorid (ttac), og cetyl trimetyl ammoniumchlorid. CTAC og TTAC overfladeaktive viser smallere plasmonresonans absorptionsbånd.
Mængden af reduktionsmiddel ikke kun påvirker FWHM men toppositionen af de resulterende nanopartikel løsninger. Undersøgelse af figur 2 viser den top indsnævring med en lavere mængde af reduktionsmiddel.
Absorbans-spor (figur 3) blev tilpasset med en Gauss og FWHM blev afbildet mod reduktionsmidlet til guld-forhold. Prøven med den smalleste FWHM blev anvendt til at optimere guldet nanopartikel syntese. Ud fra disse data blev en 1: 1 molforhold af reducing agent til guld producerer de mest monodisperse partikler. Fejlen i plottet beregnes ud fra afvigelsen i Gauss fit til data.
Syntese af guld nanopartikler ved hjælp TTAC som overfladeaktivt, producerer sfæriske partikler med en diameter på ca. 25 nm. De i figur 4 billeder blev analyseret under anvendelse ImageJ software til at finde partiklerne at være enkelt krystallinsk med gitterafstand af en ca. 2,3 Å (litteratur value = 2,355 Å). 22 De nanopartikler viste en standardafvigelse på 0,02 nm.
Guld nanopartikler med en diameter på ca. 16 nm, blev produceret gennem syntese med CTAC som det overfladeaktive middel. Billederne i figur 5 blev analyseret ved anvendelse ImageJ software til at finde partiklerne at være enkelt krystallinsk med gitterafstand af en ca. 2,3 Å (litteratur value = 2,355 Å). Absorbansen spektre af guld nanopartikler med sølv skaller af varierende tykkelse (figur 6), viser en betydelig afhængighed af plasmonresonans med arten af overfladen dækning. Som sporene gå fra mørkere til lysere blå, tykkelsen af sølv shell stiger. En blå forskydning i spektret af omkring 60 MeV observeres for overfladeplasmonresonans, fra den karakteristiske guld top ved 2,38 eV til omkring 3,0 eV med den tykkeste sølv shell. Vi ser spektrene frembringes, når prøver indeholdende separate guld og sølv nanopartikler i forskellige forhold i figur 7. Den blå forskydning af overfladeplasmonresonans, set i figur 6, skyldes sølvbelægning i modsætning til dannelsen af sølvnanopartikler. Resonansen ikkeskift som i tilfældet for sølv skallen, men snarere stiger eller falder i intensitet afhængig af hvilken art er i overskud. Når sølv er i overskud resonans omkring 3,0 eV er mere fremtrædende, mens toppen ved 2,5 eV er fremtrædende, når guld nanopartikler er i højere koncentration. TEM billeder af guld nanopartikler med 3 nm (øverst), 5 nm (midten), og 7 nm (nederst) radius sølv skaller blev analyseret ved hjælp ImageJ software. Partiklerne, i figur 8 er enkelt krystallinsk med gitterafstand på ca. 2,6-2,7 Ångstrøm svarende til den i fcc sølv (2,5 Å) 25, samt et fravær af isolerede sølvpartikler. De indre guld nanopartikler blev også analyseret for at finde, at afstanden var lidt mindre end de nøgne guld nanopartikler med værdier omkring 2 Å. Dette kan skyldes en lille mængde af stress sted på nanopartiklerne når skallen er deponeret. Samletvægtykkelse synes ensartet og for det meste sfærisk med et par prøver, har en lidt asymmetrisk skal med en aflang ende. Denne forlængelse er mere udtalt i de mindre shell størrelser, som de større shell tykkelser synes at være mere ensartet. Progression af plasmoniske top med tilføjelse af en sølv sulfid skal er vist. Analyse af spektret i figur 9, viser plasmon peak rød-shifting med øget dækning af sølv sulfid som følge af virkningen af den større brydningsindeks af sølv sulfid og bidrag fra halvleder båndgab. Absorbansspektret af nanopartikler af guld belagt med sølv viser en plasmoniske top centreret omkring 400 nm. Analyse af figur 10 viser, at efter tilsætning af natriumsulfid, i en 1: 1 molær ækvivalent til sølvet i skallen, en forsvinden af enhver plasmon resoholdelse forekommer. En karakterløs spektrum, svarende til fig 10 er også observeret i figur 11. Tilsætning af natriumsulfid opløsningen til en kolloid opløsning af sølvpartikler. Dette førte til anvendelsen af en anden svovlkilde til reaktionen. TEM billeder af nanopartikler vist i figur 12, blev analyseret under anvendelse ImageJ software til at finde partiklerne at være amorf eller polykrystallinsk. I størstedelen af nanopartiklerne, ingen krystal lattice frynser optrådte i skallen på grund af den amorfe beskaffenhed imidlertid blev et par små regioner af krystallinitet set med en afstand på 2,38 Å, hvilket er i overensstemmelse med de i litteraturen værdier for monoklin sølvsulfid. Generelt sølv sulfid skallen har tendens til at være lidt større end de tidligere sølv skaller men meget ensartet og sfærisk med en standardafvigelse på 1,8nm. De indre guld nanopartikler beholdt også deres enkelt krystallinitet med en afstand på 3,51 Å. Denne fortsatte sammentrykning af guld gitter understøtter teorien om, at øget stress fra skallen forårsager en sammenpresning af guldpartikler. Absorbansen spektret af guld nanopartikler belagt med forskellige tykkelser af CdS, i figur 13, viser den plasmoniske absorbans for tynde CdS shell har bred top centreret omkring 2,25 eV. Absorbansen bliver primært konturløse for tykkere skaller med brede skuldre, der danner omkring 2,5 eV. Disse skift kan tilskrives ændringer i brydningsindekset og dielektriske miljø i nanopartikel og højere energi "pukler" kan skyldes direkte absorption af halvleder skallen. TEM billeder analyseret med ImageJ viser, at skallen kan påvirke gitter afstand af kroenis guld partikel med en lignende tendens i figur 14. Den indre guld partikel, bevaret sin single krystallinitet men viser en smallere gitter afstand på omkring 3,51 Å. CDS shell analyse viste afstand på 6,00 Å i gennemsnit, i overensstemmelse med Zink-Blende krystalstruktur. 26 Skallerne viser høj monodispersitet ved hver tykkelse og ingen sammenlægning af nanopartikel overholdes. 27 Et par nanopartikler viste en lille plet, hvor der synes at være en mangel på shell dækning. Dette kan skyldes en manglende evne til kationbytnings at forekomme på dette område på grund af den sølvsulfid er krystallinsk i nogle regioner i modsætning til amorft. Et par partikler synes at afvige fra en sfærisk geometri med en lidt større bredde, eventuelt struktureret efter sølvsulfid skabelon, som havde den større afvigelse ud af de tre shell arter. Absorbans spektrum kan observered for guld nanopartikler belagt med 10 nm ZnS. Analyse af spektre i figur 15, viser resonans er meget lig CDS shell men med en plasmoniske top på 2,15 eV, som er blå-forskudt med 100 MeV fra CdS skallen af samme diameter. Den indre guldpartikler af ZnS overtrukne nanopartikler bevaret sin enkelt krystallinitet samtidig fortsætte udviklingen i en lidt mere snæver afstand på omkring 3,51 Å, ses i TEM billeder vist i figur 16. The ZnS shell analyse viste afstand på 5,31 Å i gennemsnit, som er i overensstemmelse med zink-Blende krystalstruktur. 26 skallerne er ensartede med en gennemsnitlig diameter på omkring 10 nm. Skallerne er meget tyndere end CdS skaller hvilket skyldes den lavere mængde elektroner i den lettere Zn i forhold til Cd. Inhomogeniteter stadig forekomme på nogle få partikler, som kunne være på grund af enten allerede eksisterende fejl i the sølvsulfid shell eller længere reaktionstid og højere temperaturer, der kræves for ZnS kationbytnings reaktion. FTIR-spektrum af nanopartikler med mercaptoundecanoic syre og 3,4-diaminobenzoesyre kan observeres i figur 17. Molekylerne vil binde via thiolgruppen for mercaptoundecanoic syre (blå) og de to amingrupper til 3,4-diamino benzoesyre (rød ). Spektrene sammenlignes med nanopartikler med oleylamin at bekræfte den varierende overfladedækning. De store træk til stede for oleylamin-udjævnede partikler (sort) er en meget bred NH stretch placeret omkring 3.450 cm-1. Dette kunne skyldes en uregelmæssig strækningsmåde grundet nærhed af nanopartiklerne til protonerne på aminnitrogenet. Carbonyl strækning er meget fremtrædende i FTIR-spektrum for mercaptoundecanoic syre coatede partikler, men ligger omkring 1550 cm-1. I 3,4-diaminobenzoic aCID-udjævnede nanopartikler, er en lille carbonyl stretch observeret, at der er opdelt i til bands, men den vigtigste funktion er den karakteristiske OH strækning, der opstår omkring 3300 cm-1. Nanopartikler med en 5 nm radius CdS shell og enten oleylamin (sort) eller mercaptoundecanoic syre (rød) som det overfladeaktive observeres i figur 18. Nanopartiklerne er fordelt i toluen for oleylamin og ethanol til mercaptoundecanoic syre. Den overfladeplasmonresonans er næsten identisk for begge ligander med en lille udvidelse og rødforskydning observeret for de mercaptoundecanoic syre udjævnede nanopartikler i ethanol. /53383fig9.jpg "/> p_upload / 53.383 / 53383fig14.jpg "/> 
Figur 1: Absorbans spektre af guld nanopartikler En sammenligning af absorbans-spektre af guldnanopartikler syntetiseret med CTAC (das.hed linje), TTAC (fuldt optrukket linie) og oleylamin (fine prikkede) line tensider. 
Figur 2: Absorbans spektre af guldnanopartikler syntetiseret med CTAC og varierende forhold af båret tert-butylamin reduktionsmiddel til guld precursor Forholdene i området fra 23:. 1 til 1: 1. Den sorte spor repræsenterer 23: 1 guld-forhold og som mængden af reduktionsmiddel reducerer sporene skifter fra mørkere til lysere blå. 
Figur 3:. Sammenligning af fuld bredde ved halv maksimum taget fra en gaussisk pasform af absorbansen linjeformen spektrum x-aksen repræsenterer forholdet af reduktionsmidlet til mol guld precursor i prøven, og y-aksen er FWHM af Gauss fittil absorbansspor. 
Figur 4:. TEM billeder af syntetiseret guld nanopartikler med ttac De TEM billeder erhverves ved 200 kV accelererende spænding og skalaen bar er 100 nm. 
Figur 5:. TEM billeder af syntetiseret guld nanopartikler med CTAC De TEM billeder er taget ved 200 KV erhvervet spænding og skalaen bar er 10 nm. 
Figur 6: normaliserede absorbansspektre af guld nanopartikler dispergeret i vand (længst til højre sort) og forskellige sølv shell tykkelser. Sølv stiger tykkelsen fra højre til venstre (bla ck til lyseblå). 
Figur 7:. Absorbans spektre af blandinger af guld og sølv nanopartikler i forskellige forhold Den højeste mængde sølvpartikler er repræsenteret ved bagsiden kurve og som mængden af guldpartikler stiger, sporene bliver lysere blå. 
Figur 8: TEM billeder af syntetiseret guld nanopartikler belagt med sølv shell tykkelser på 3 nm i radius (øverst); 5 nm i radius (i midten), og 7 nm radius (nederst). De TEM billeder erhverves ved 200 kV accelererende spænding og skala barer er 20 nm (øverst) og 10 nm (midten og nederst)
Figur 9:. Normalized absorbansspektre af guld nanopartikler (sort) med skaller af sølv sulfid (blå, grøn og rød) Jo tykkere sølvsulfid jo lavere plasmonresonans. 
Figur 10:. Normalized absorbansspektre af guld nanopartikler med en sølv shell og efter svovltilsætning Den sorte spor repræsenterer guld nanopartikler, den blå er guld med en skal af sølv og den røde kurve er efter tilsætning af natriumsulfid i et 2: 1 mol forhold til sølv i skallen. 
Figur 11: Normaliseret absorbansspektre af sølvnanopartikler før (rød) og efter (sort) tilsætning af natriumsulfid. ong> De nanopartikler er fordelt i vand til absorption eksperimenter. 
Figur 12:. TEM billeder af syntetiseret guld nanopartikler belagt med sølv sulfid skal med 5 (top to billeder) og 15 nm tykkelser (nederste billede) De TEM billeder erhverves ved 200 kV accelererende spænding og skala barer er 50 nm (øverst) og 5 nm (nederst). 
Figur 13: Normaliseret absorbans spektre af guld / CdS nanopartikler. Guld nanopartikler uden CdS er vist i rødt. Den tyndeste CdS skal (1 nm radius) er vist i sort og som tykkelsen stiger, sporene gå til en lysere blå.
Figur 14:. TEM billeder af syntetiseret guld nanopartikler belagt med CdS shell tykkelser på 3 nm radius (øverst), 5 nm radius (i midten), og 7 nm radius (nederst) De TEM billeder erhverves ved 200 kV accelererende spænding og omfanget søjler er 100 nm (øverst), 20 nm (midten) og 5 nm (nederst). 
Figur 15:. Normalized absorbansspektre af guld nanopartikler med en 5 nm radius ZnS shell (rød trace) Nanopartikler af guld uden skallen er vist med sort. Den blå kurve er den samme guld nanopartikel prøve overtrukket med CdS af samme tykkelse. 
Figur 16: TEM billeder af syntetiseret guld nanoparticles belagt med en ZnS shell med 5 nm radius tykkelse. De TEM billeder erhverves ved 200 kV accelererende spænding og skala barer er 100 nm (øverst), 10 nm (nederst). 
Figur 17:. FTIR spektre af nanopartikler med oleylamin (sort), mercaptoundecanoic syre (blå), og 3,4-diaminobenzoesyre (rød) er vist FTIR spektre er taget på faste prøver af tørrede nanopartikler. 
Figur 18:. Normalized absorbans spektre af guld nanopartikler med en 5 nm radius CdS shell og forskellige overflade ligander, oleylamin i sort og mercaptoundecanoic syre i rødt Den spektre er erhvervet i toluen (oleylamin) og ethanol (mercaptoundecanoic syre) opløsningsmidler hhv.Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
guld nanopartikler
For at sikre høj kvalitet core shell nanopartikler, skal en monodispers prøve af guld nanopartikler først syntetiseres som en skabelon. 28,29,30 Vi modificerede guld nanopartikel syntese for at fremstille langkædede tertiære aminer-capped nanopartikler i stedet for oleylamin-afsluttede nanopartikler. Oleylamin-udjævnede nanopartikler udviser en forholdsvis snæver plasmonresonans, indikerer monodisperse størrelsesområde, men partiklerne syntetiseret via reduktion under anvendelse af tert-butylamin og i nærvær af produkterne langkædede tertiære aminer-afsluttede nanopartikel viser en betydeligt mere snæver resonans peak . Variabiliteten af størrelser kan give unøjagtigheder i beregnede prækursorer mængder for skallen materialer. For yderligere at optimere udgangsmateriale guld skabelon, en undersøgelse af virkningen af reduktionsmiddel til guld-forhold på FWHM af kolloidt guld opløsning absorptionsspektrum. Det reduktionsmiddel beløb ogsåsynes at påvirke størrelsen af de resulterende nanopartikler, de længste bølgelængde løsninger viser også et større FWHM indikerer en stor størrelsesfordeling. Den FWHM er direkte afhængig af reduktionsmidlet ratio, med et forhold på 1: 1, der viser den mindste bredde. Sikre der er støkiometriske ækvivalenter boran tert-butyl amin og HAuCl 4 kan give en mere jævn reduktion sats og producere nukleerer med en smal størrelsesfordeling. Lidt observerbar størrelse eller geometrisk variation ses i prøverne syntetiseret med CTAC eller kortere carbonkæde ttac, men TTAC partikler har en lidt større diameter (25 nm) i sammenligning med de CTAC coatede partikler (16 nm) Billederne blev analyseret under anvendelse ImageJ software til at finde partiklerne at være enkelt krystallinsk med gitterafstand på ca. 2,3 Å (litteratur value = 4.07 Å). Partiklerne er monodisperse med en standardafvigelse fra middelværdien diameter på 0,02 nm for TTAC prøver og en slightly højere afvigelse på 0,4 nm for CTAC prøver. Der er en vis partikel overlap, men samlet set kan meget lidt aggregering overholdes. Mulige problemer med denne metode ligger i den nødvendige måling af reduktionsmiddel nøjagtighed. Hvis der anvendes en for høj koncentration af reduktionsmiddel, vil en polydispers prøve dannes og for lav en koncentration vil sænke udbyttet ved reaktionen. Denne syntetiske fremgangsmåde til fremstilling af guld nanopartikler kan udvides til undersøgelser af virkningerne af varierende carbonkædelængden. Vores data viser en betydelig størrelse afhængighed af kædelængden. En 10 nm forskel i den producerede nanopartikel diameter ses blot ved at ændre carbonkæden med to carbonatomer.
Sølv shell
Da sølv skaller også skal omsættes til en amorf sølv sulfid shell i det efterfølgende trin skal syntesen metoden være både robust og gentagelig. Det er blevet vist, at partikler overtrukket med CTAC kan give en Template for ensartet vækst af en sølv nanocubes grund af dannelsen af guldpartikler med både {100} og {111} krystal plane orientering og selektiv vækst på {111} facetter. De guldpartikler viser primært {111} facetter. Dette giver mulighed for accelererede vækstrater for sølv deposition. Her er denne fremgangsmåde blevet anvendt til at producere afstemmelige, sfæriske skaller af sølv onto guld nanopartikel kerner. Først blev en række tanke med stigende tykkelse fremstillet med henblik på at overvåge forskydning af overfladeplasmonresonans. En blå forskydning i spektret af omkring 60 MeV observeres for overfladeplasmonresonans, fra den karakteristiske guld top ved 2,38 eV til omkring 3,0 eV med den tykkeste sølv shell. For at sikre at dette skift er ikke på grund af dannelsen af små sølvnanopartikler, er opløsninger med varierende forhold af guld og sølv nanopartikler oprettet og overvåget under anvendelse af UV-Vis-spektra. Observation af plasmon skift med en blanding af guld og sølv nanopartikler shOWS at plasmon ikke gradvist skift til højere energier, men snarere falder eller stiger i intensitet, når forholdet mellem enten nanopartikel ændres. Hvis flertallet sølvnanopartikler er til stede i blandingen, end toppen ved 3,06 eV er mere fremtrædende, men forekommer ingen ændring i positionen af guld Plasmon. Når aflejring af sølv på guld overflade opstår, guld plasmon røde skift og udvider, indtil en anden top sølv dannes. Endelig med tyk sølv dækning, er det guld plasmon elimineret og kun en plasmon top ved 3,06 eV observeres. TEM billeder blev analyseret under anvendelse ImageJ software til at finde partiklerne at være enkelt krystallinsk med gitterafstand af en tilnærmelsesvis 4,13-4,3 Å ligner fcc sølv, 31 samt et fravær af isolerede sølvpartikler. De indre guld nanopartikler blev også analyseret for at finde, at afstanden var lidt mindre end de nøgne guld nanopartikler med værdier fra 3,6 til 4 Å. Dette kunne skyldesen lille mængde af stress sted på nanopartiklerne når skallen er deponeret. Samlet skallen tykkelse virker ensartet og for det meste sfærisk med et par prøver, har en lidt asymmetrisk skal med en aflang ende. Denne forlængelse er mere udtalt i de mindre shell størrelser, som de større shell tykkelser synes at være mere ensartet. Denne procedure er enkel, men meget pleje skal træffes for at sikre høj præcision i reagerende mængder. Dannelsen af isolerede sølvnanopartikler er mulig, hvis en for høj agent koncentration reducerende anvendes eller for høj en sølv-ion-koncentration. Det overfladeaktive middel på guldpartiklerne synes ikke at påvirke dannelsen af sølv skaller, men hvis den kolloide opløsning er blevet omrørt sølvet kan blive fanget i de bobler, der dannes på toppen af opløsningen, sænke præcisionen af de tilsatte mængder . Nanocubes og andre udformninger kan også danne hvis temperaturen af opløsningen forøges også.
Sølvsulfid shell
Når kolloide opløsninger af Au / Ag core shell nanopartikler syntetiseres, kan nanopartikel shell derefter omdannes til Ag 2 S. Tre separate ruter til omdannelse af sølv, til sølv sulfid blev undersøgt og karakteriseret via UV-Vis absorptionsspektroskopi, for at sikre en reproducerbar og robust omdannelse til en amorf sølvsulfid shell. Den plasmonresonans af nanopartiklerne er blevet rapporteret til rød skift med stigende skaltykkelse på grund af ændringen i brydningsindeks fra Ag til Ag 2 S og båndgab af sølv sulfid, som er omkring 1,1 eV for bulk. Den første metode anvendte var dråbevis tilsætning af vandig natriumsulfid til den kolloide blanding af Au / Ag kolloider. Natriumsulfid er en billig svovlkilde, der ville give mulighed for, at reaktionen udføres uden en faseændring. Peak plasmon røde skift med at øge dækningen af sølv sulfid på grund af effekten af den større brydningsindeks iNDEKS sølv sulfid og bidrag fra halvleder båndgab. Mængden af sølv sulfid anvendt beregnes baseret på antallet af mol sølv stede i skallen. Et interessant fænomen opstår, når en stor mængde af svovl-ioner, som ville være nødvendige for tykkere skaller, der er tilbage i opløsning med guld sølvnanopartikler. Nanopartiklerne synes at opløse, observeret som en eliminering af enhver Plasmon absorption. Når svovl sættes til kolloiderne observeres et bredt uden særlige træk spektrum. For yderligere at undersøge dette fænomen vandig natriumsulfid sættes også til en opløsning af sølvnanopartikler. En alternativ svovl forstadium er thioacetamid, som er blevet brugt som en svovl-ionkilde i forskellige organiske reaktioner. Dette kan tilvejebringe en vandig og mindre reaktive svovlkilde giver mere nøjagtige shell kontrol og eliminere opløsningen af nanopartiklerne i opløsning. Konvertering af Au / Ag kolloider til Au / Ag 2 S været en succesmen det samme fænomen blev observeret ved anvendelse thioacetamid som svovl precursor. Dette spørgsmål kunne undgås med omhyggelig opmærksomhed på reaktion mængder, men en alternativ metode blev anvendt som tilbød lige kontrol over svovling af sølvet skallen. Når elementært svovl blev opløst i en toluenopløsning med oleylamin og oliesyre, kan sølvet shell omdannes til sølv sulfid med oleat passivering. De resulterende nanopartikler kan derefter isoleres via centrifugering og gendispergeres i hexaner eller toluen. Absorbansspektret svarede til dem, der vises i figur 9. Nanopartiklerne blev derefter analyseret via TEM. Generelt sølv sulfid skallen har tendens til at være lidt større end de tidligere sølv skaller men meget ensartet og sfærisk med en standardafvigelse på 1,8 nm. De indre guld nanopartikler beholdt også deres enkelt krystallinitet med en afstand på 3,51 Å. Denne fortsatte sammentrykning af guld gitter understøtter teorienat øget stress fra skallen forårsager en sammenpresning af guldpartikler.
Cadmiumsulfid og zinksulfid shell via kationbytning
De sølv sulfid blev efterfølgende omdannet til cadmium sulfid via litteraturen metoden. 9 Absorbansen bliver primært konturløse for tykkere skaller med brede skuldre, der danner omkring 2,5 eV. Disse skift kan tilskrives ændringer i brydningsindekset og dielektriske miljø i nanopartikel og højere energi "pukler" kan skyldes direkte absorption af halvleder skallen. Disse spektroskopiske ændringer kan anvendes til groft skøn den producerede skaltykkelse. De nanopartikler blev yderligere undersøgt via TEM. CDS shell analyse viste afstand på 6,00 Å i gennemsnit, i overensstemmelse med Zink-Blende krystalstruktur. Skallerne viser høj monodispersitet ved hver tykkelse og ingen sammenlægning af nanopartikel overholdes. Et par nanoparticles viste en lille plet, hvor der synes at være en mangel på shell dækning. Dette kan skyldes en manglende evne til kationbytnings at forekomme på dette område på grund af den sølvsulfid er krystallinsk i nogle regioner i modsætning til amorft. Et par partikler synes at afvige fra en sfærisk geometri med en lidt større bredde, eventuelt struktureret efter sølvsulfid skabelon, som havde den større afvigelse ud af de tre shell arter. Væsentlige ændringer i absorptionen observeres efter kationbytning. De haler af både absorptionsspektrum begynder at eksponentielt stige energier højere end 2,5 eV med ZnS shell viser dobbelt absorptionen af cd'erne skaller. Nanopartiklerne blev yderligere analyseret under anvendelse af TEM. Den ZnS shell analyse viste afstand på 5,31 Å i gennemsnit, hvilket er konsistent med zink-Blende krystalstruktur. Skallerne er ensartede med en gennemsnitlig diameter på omkring 10 nm. Skallerne er meget tyndere end CdS skaller, der er due til det mindste beløb af elektroner i den lettere zink i forhold til cadmium. Inhomogeniteter stadig forekomme på nogle få partikler, som kunne være på grund af enten allerede eksisterende defekter i sølv sulfid skallen eller længere reaktionstid og højere temperaturer, der kræves for ZnS kationbytter reaktion. Skallerne kan ændres til enhver gruppe II-IV halvledere, der giver mulighed for en mere omfattende undersøgelse af fysiske og optiske egenskaber som en funktion af den lokale dielektriske miljø.
ligand Exchange
Funktionalisering af den ydre overflade af skallen opnås via ligandudveksling. FTIR tjente som den vigtigste karakterisering teknik at identificere, hvad kemiske arter er til stede på overfladen. Anvendelsen af nukleofile bindende grupper sikrer stærk binding til skallens overflade, der ikke vil falde af med tiden. To forskellige typer af funktionelle grupper blev anbragt på partiklerne, enten en carboxylsyre eller en amin.Nanopartiklerne blev vasket med methanol for at fjerne overskydende ligand til stede ved afslutningen af udvekslingen. Nanopartikler med oleylamin som overfladen ligand var opløselige i ikke-polære opløsningsmidler, såsom chloroform, hexaner eller toluen. En fuldstændig ligand-udskiftning kan bekræftes ved en ændring i opløselighed til polære opløsningsmidler, såsom vand eller ethanol. Absorptionen spektret viser, at partiklerne bevarer deres plasmonresonans, omkring 550 nm for nanopartikler med en 5 nm skal af cd'er. Denne ligand-udskiftning kan udføres med farvestoffer eller andre kromofor med lignende nukleofile funktionaliteter. Som med alle ligandudveksling procedurer, irreversibel aggregering er altid en mulighed og kan forhindres ved at begrænse antallet af vasketrin og overmætning af opløsningen med den ønskede ligand. Den ligand, som er ønsket at være bundet til overfladen skal også have en højere affinitet for nanopartikel overflade end den indfødte oleylamin.
Denne technique giver en enkel modifikation af en tidligere udviklet fremgangsmåde for at producere høj kvalitet hybrid nanopartikler. Metoden er tidligere blevet diskuteret, men spørgsmål, som kunne forhindre reproducerbarhed, partikelstabilitet og monodispersitet, var stadig. Denne omhyggelige undersøgelse viser, at en velkarakteriseret og monodisperse prøve af guld først skal udnyttes for at sikre prøver af høj kvalitet. Brug CTAC som det overfladeaktive for guld nanopartikler giver høj monodispersitet samtidig give nem aflejring af sølv med nanometer præcision. Sølv kan aflejres på guldet til dannelse sfæriske skaller med intervaller på 1 til> 20 nm i diameter og høj stabilitet i vandige opløsninger. Sølv Shell er skabelonen for konvertering til en amorf sølv sulfid. Nanopartiklerne kan derefter overføres til den organiske fase efter svovling af sølvet skallen i nærvær af oleat overfladeaktivt middel til frembringelse af en amorf skal af lidt større size end den tidligere sølv skallen. Karakterisering via UV-Vis absorbans spektroskopi og TEM tillader korrelation af Plasmon højdepunkt med fysiske størrelse parametre. Denne robuste procedure kan også udvides til andre shell arter såsom bly eller jern så godt. Denne procedure kan give den platform for en ny generation af enheder, hvor i stedet for at skulle tilføje flere arter for at optimere ydelsen, kan de centrale shell arter skræddersys i stedet giver mulighed for mere facile enhed design ved at sænke mængden af materiale nødvendig. Disse partikler vil også give en platform for binding af andre materialer til studier af distance-afhængige plasmoniske forstærkning med halvleder lag fungerer som afstandsstykke mellem kromofor og guld overflade.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Dette materiale er baseret på arbejde støttet af National Science Foundation under CHE - 1.352.507.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MilliQ Water | Millipore | Millipore water purification system | water with 18 MΩ resistivity was utilized in all experiments |
| Gold(II) chloride trihydrate | Sigma Aldrich | 520918 | used as gold precursor for nanoparticle synthesis |
| Cetyl trimethyl ammonium chloride (CTAC) | TCI America | H0082 | used as surfactant for gold nanoparticles |
| Borane tert butyl amine | Sigma Aldrich | 180211 | used as reducing agent for gold nanoparticles |
| Silver nitrate | Sigma Aldrich | 204390 | used as silver source for shell application |
| Ascorbic acid | Sigma Aldrich | A0278 | used as reducing agent for silver shell application |
| Sulfur powder | Acros | 199930500 | used as sulfur source for silver sulfide shell conversion |
| Oleylamine | Sigma Aldrich | O7805 | used as surfactant for silver sulfide shell conversion |
| Oleylamine | Sigma Aldrich | 364525 | used as surfactant for silver sulfide shell conversion |
| cadmium nitrate tetrahydrate | Sigma Aldrich | 642405 | used as cadmium source for cation exchange |
| zinc nitrate hexahydrate | Fisher Scientific | Z45 | used as zinc source for cation exchange |
| 11-Mercaptoundecanoic acid | Sigma Aldrich | 450561 | used as water soluable ligand during ligand exchange |
| 3,4-diaminobenzoic acid | Sigma Aldrich | D12600 | used as water soluable ligand during ligand exchange |
| UV-Vis absorption spectrophotometer | Cary | 50 Bio | used to monitor absorption spectrum of colloidal solutions |
| JEOL TEM 2100 | JEOL | 2100 | used to analyze size of synthesized nanoparticles. TEM grids were purchased from tedpella |
| FTIR spectrophotometer | Perkin Elmer | Spec 100 | used to monitor chemical compostion of nanoparticle surface after ligand exchange. |
References
- Pyayt, A. L., Wiley, B., Xia, Y., Chen, A., Dalton, L. Integration of photonic and silver nanowire plasmonic waveguides. Nature nanotechology. 3, 660-665 (2008).
- Chuang, M. -K., Lin, S. -W., Chen, F. -C., Chu, C. -W., Hsu, C. -S. Gold nanoparticle-decorated graphene oxides for plasmonic-enhanced polymer photovoltaic devices. Nanoscale. 6, 1573-1579 (2014).
- Ide, M. S., Davis, R. J. The Important Role of Hydroxyl on Oxidation Catalysis by Gold Nanoparticles. Accounts of chemical research. , (2013).
- Saha, K., Agasti, S. S., Kim, C., Li, X., Rotello, V. M. Gold Nanoparticles in Chemical and Biological Sensing. Chemical Reviews. 112, 2739-2779 (2012).
- Wang, H., et al. Computed tomography imaging of cancer cells using acetylated dendrimer-entrapped gold nanoparticles. Biomaterials. 32, 2979-2988 (2011).
- Huang, X., Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. Plasmonic photothermal therapy (PPTT) using gold nanoparticles. Lasers in medical science. 23, 217-228 (2008).
- Costi, R., Saunders, A. E., Banin, U. Colloidal hybrid nanostructures: a new type of functional materials. Angewandte Chemie International Edition. 49, 4878-4897 (2010).
- Xu, X., et al. Near-Field Enhanced Plasmonic-Magnetic Bifunctional Nanotubes for Single Cell Bioanalysis. Advanced Functional Materials. 23, 4332-4338 (2013).
- Zhang, J., Tang, Y., Lee, K., Ouyang, M. Nonepitaxial growth of hybrid core-shell nanostructures with large lattice mismatches. Science. 327, 1634-1638 (2010).
- Sun, H., et al. Investigating the Multiple Roles of Polyvinylpyrrolidone for a General Methodology of Oxide Encapsulation. Journal of the American Chemical Society. 135, 9099-9110 (2013).
- Khatua, S., et al. Resonant Plasmonic Enhancement of Single-Molecule Fluorescence by Individual Gold Nanorods. ACS Nano. 8, 4440-4449 (2014).
- Lakowicz, J. R., et al. Plasmon-controlled fluorescence: a new paradigm in fluorescence spectroscopy. Analyst. 133, 1308-1346 (2008).
- Tam, F., Goodrich, G. P., Johnson, B. R., Halas, N. J. Plasmonic enhancement of molecular fluorescence. Nano Letters. 7, 496-501 (2007).
- Achermann, M. Exciton-Plasmon Interactions in Metal-Semiconductor Nanostructures. The Journal of Physical Chemistry Letters. 1, 2837-2843 (2010).
- Zhang, X., et al. Experimental and Theoretical Investigation of the Distance Dependence of Localized Surface Plasmon Coupled Förster Resonance Energy Transfer. ACS Nano. 8, 1273-1283 (2014).
- Kamat, P. V. Quantum Dot Solar Cells. Semiconductor Nanocrystals as Light Harvesters. The Journal of Physical Chemistry C. 112, 18737-18753 (2008).
- Nagraj, N., et al. Selective sensing of vapors of similar dielectric constants using peptide-capped gold nanoparticles on individual multivariable transducers. Analyst. 138, 4334-4339 (2013).
- Nossier, A. I., Eissa, S., Ismail, M. F., Hamdy, M. A., Azzazy, H. M. E. -S. Direct detection of hyaluronidase in urine using cationic gold nanoparticles: A potential diagnostic test for bladder cancer. Biosensors and Bioelectronics. 54, 7-14 (2014).
- Hou, W., Liu, Z., Pavaskar, P., Hung, W. H., Cronin, S. B. Plasmonic enhancement of photocatalytic decomposition of methyl orange under visible light. Journal of Catalysis. 277, 149-153 (2011).
- Sheehan, S. W., Noh, H., Brudvig, G. W., Cao, H., Schmuttenmaer, C. A. Plasmonic enhancement of dye-sensitized solar cells using core-shell-shell nanostructures. The Journal of Physical Chemistry C. 117, 927-934 (2013).
- Ratchford, D., Shafiei, F., Kim, S., Gray, S. K., Li, X. Manipulating Coupling between a Single Semiconductor Quantum Dot and Single Gold Nanoparticle. Nano Letters. 11, 1049-1054 (2011).
- Sau, T. K., Murphy, C. J. Self-Assembly Patterns Formed upon Solvent Evaporation of Aqueous Cetyltrimethylammonium Bromide-Coated Gold Nanoparticles of Various Shapes. Langmuir. 21, 2923-2929 (2005).
- Ma, Y., et al. Au@Ag Core-Shell Nanocubes with Finely Tuned and Well-Controlled Sizes, Shell Thicknesses, and Optical Properties. ACS Nano. 4, 6725-6734 (2010).
- Park, G., Lee, C., Seo, D., Song, H. Full-Color Tuning of Surface Plasmon Resonance by Compositional Variation of Au@Ag Core-Shell Nanocubes with Sulfides. Langmuir. 28, 9003-9009 (2012).
- Germain, V., Li, J., Ingert, D., Wang, Z. L., Pileni, M. P. Stacking Faults in Formation of Silver Nanodisks. The Journal of Physical Chemistry B. 107, 8717-8720 (2003).
- Reiss, P., Protière, M., Li, L. Core/Shell Semiconductor Nanocrystals. Small. 5, 154-168 (2009).
- Vossmeyer, T., et al. CdS nanoclusters: synthesis, characterization, size dependent oscillator strength, temperature shift of the excitonic transition energy, and reversible absorbance shift. The Journal of Physical Chemistry. 98, 7665-7673 (1994).
- Shore, M. S., Wang, J., Johnston-Peck, A. C., Oldenburg, A. L., Tracy, J. B. Synthesis of Au (Core)/Ag (Shell) nanoparticles and their conversion to AuAg alloy nanoparticles. Small. 7, 230-234 (2011).
- Liu, X., Atwater, M., Wang, J., Huo, Q. Extinction coefficient of gold nanoparticles with different sizes and different capping ligands. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 58, 3-7 (2007).
- Lambright, S., et al. Enhanced Lifetime of Excitons in Nonepitaxial Au/CdS Core/Shell Nanocrystals. ACS Nano. 8, 352-361 (2014).
- Srnová-Šloufová, I., Lednický, F., Gemperle, A., Gemperlová, J. Core-shell (Ag) Au bimetallic nanoparticles: analysis of transmission electron microscopy images. Langmuir. 16, 9928-9935 (2000).
