Summary
국부적인 표면 플라스몬 여기를 통해 수성-부유Au 나노로드에 Pd의 이방성 광침착을 위한 프로토콜이 제시된다.
Abstract
프로토콜은 표면 플라스몬 공명(SPR)을 사용하여 Au 나노로드(AuNR)에 Pd 증착을 광촉매적으로 안내하는 것으로 기술된다. [PdCl 4]2-의존재에 있는 콜로이드 AuNR상에서 Pd의 SPR 조사 구동환원 증착 시 흥분된 플라스모닉 고온 전자. 이차 금속의 플라스몬 구동 감소는 외부 필드 (예 : 레이저)를 사용하여 플라스몬 기판의 전기장 "핫스팟"과 일치하는 대상 위치에서 공유, 서브 파장 증착을 강력하게합니다. 본 원에 기재된 공정은 전이 금속 할로히드 염(H2 PdCl4)으로부터촉매 활성귀금속(Pd)의 용액 상 증착을 수성-부유, 이방성 플라스모닉 구조(AuNR)에 상세히 기술한다. 솔루션 위상 프로세스는 다른 바이메탈 아키텍처를 만들 수 있습니다. 광화학 반응의 전송 UV-vis 모니터링, ex situ XPS 및 통계 적 TEM 분석과 결합, 그들은 동안 진화로 바이메탈 구조의 특성을 평가하기 위해 즉각적인 실험 피드백을 제공 광촉매 반응. [PdCl4]2-의 존재에 있는 AuNR의 공진 플라스몬 조사는 이 대표적인 실험/배치에서 의 플라스모니 작용에 대한 어떠한 현저한 감쇠 효과 없이 얇고 공유결합된 Pd0 쉘을 생성한다. 전반적으로, 플라스모닉 광침착은 서브 5 nm 특징 (예 : 이종 금속 광촉매 또는 광전자 상호 연결)을 가진 광전자 재료의 대량, 경제적 인 합성을위한 대체 경로를 제공합니다.
Introduction
공진 외부 필드에서 생성된 플라스모닉 고온 담체를 통해 플라스모닉 기판에 금속 증착을 유도하면 새로운 자유도 1의 주변 조건에서 이종금속, 이방성 나노 구조의 2단계 형성을 지원할 수 있습니다1 ,2,3. 기존의 레독스 화학, 증착 및/또는 전착 접근법은 대량 처리에 적합하지 않습니다. 이는 주로 과잉/희생 시약 폐기물, 낮은 처리량 5+ 단계 리소그래피 공정 및 에너지 집약적 환경(0.01-10 Torr 및/또는 400-1000 °C 온도)에 기인하며, 결과 물질 특성에 대한 직접적인 제어가 거의 또는 전혀 없기 때문입니다. . 국부적인 표면 플라스몬 공명(SPR)에서 조명하에 전구체 환경(예: 수성 Pd 염액)에 플라스몬 기판(예를 들어, Au nanoparticle/seed)을 침지하여 외부 조정(즉, 필드 편광 및 필드 편광)을 시작합니다. 강도) 플라스모닉 고온 전자 및 / 또는 광열 그라데이션을 통해전구체의 광화학 적 증착 3,4. 예를 들어, 나노 구조Ag 및 Au 기판상에 Au, Cu, Pb 및 Ti 유기금속 및 Ge 하이드라이드의 플라스모니컬 구동 광열 분해에 대한 프로토콜 파라미터/요구 사항은상세히5,6, 7,8,9. 그러나, 펨토초 플라스모닉 핫 전자를 이윤을 이윤으로 금속 용액 인터페이스에서 금속 염을 직접 감소시키는 것은 크게 개발되지 않은 상태로 남아 있으며, 구연산염 또는 폴리(비닐피롤리돈) 리간드를 중개전하로 사용하는 부재 한 공정은 거의 남아 있습니다. 이차 금속2,10,11,12의직접적인 핵 형성 / 성장에 릴레이. 경도 SPR(LSPR) 여기하에서 Au nanorods(AuNR)의 이방성 Pt-장식은 최근보고된 1,13 여기서 Pt 분포가 극극성(즉, 가정된 공간 분포)과 일치합니다. 뜨거운 캐리어).
본 명세서의 프로토콜은 Pd를 포함하고 실시간으로 관찰될 수 있는 주요 합성 메트릭을 강조하도록 최근 Pt-AuNR 작업을 확장하며, 환원 플라스모닉 광침착 기법을 보여주는 것은 다른 금속 할로나이드 염(Ag, Ni, Ir 등)에 적용가능하다.
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Protocol
1. Au 나노로드 할당
참고: 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB)-커버AuNR은 습화학(단계 1.1)에 의해 합성되거나 독자의 선호도에 따라 상업적으로 구매(단계 1.2)할 수 있으며, 각각 유사한 결과를 산출한다. 이 작업의 결과는 펜타 트윈 크리스탈 구조를 가진 상업적으로 공급되는 AuNR을 기반으로 했습니다. 보조 금속 쉘의 궁극적 인 형태에 AuNR 종자 결정 구조 (즉, 단결정 대 펜타 트윈)의 영향은 플라스모닉 광침착의 범위 내에서 불분명 남아 있지만, 모두 젖은 -14에 대한 예리한 관심을 가지고있다. 15 및 유사한 광 화학물질 12 합성. CTAB에 대한 대체 계면활성제는 Zeta 잠재력이 양성인 한 채택될 수 있지만 최종 Pd 형태는 변경될 수 있습니다.
- 합성 기술: 니쿠바흐트 외의 은 보조 방법을 사용하여 0.5 mM Au에서 수성 분산 AuNR을 합성합니다. 16세 , 17 (단결정 구조 항복) 또는 머피 외계활성제 보조 방법. 18세 , 19 (펜타 트윈 크리스탈 구조를 산출). 원심분리20,21을 통해 AuNR을 세척하여 1-10 mM의 최종 농도로 과잉, 무료 CTAB을 제거한다.
- 상용 출처: 직경 40nm, LSPR 808nm, CTAB 리간드(5mM 농도)를 DI 수역에서 0.5mM Au에서 구매합니다. CTAB 농도가 수신 시 1-10 mM을 초과하는 경우 과잉, 무료 CTAB을 제거하기 위해 원심 분리20,21을 통해 AuNR을 세척하십시오.
참고: 다양한 크기, 종횡비 및 입자 수 밀도에서 CTAB 계면활성제를 사용한 수성 AuNR 분산액은 많은 상용 공급업체에서 구입하여 이 프로토콜에서 성공적으로 사용할 수 있습니다.
2. Au 나노로드에 Pd의 플라스모닉 포토포지션
- PD 전구체의 준비
- 20 mM HCl 솔루션을 준비합니다. 먼저, 830 μL의 재고 농축 HCl(37%, 12M)을 100 mL로 물로 희석하여 0.1 M HCl을 만든다. 둘째, 0.02 M HCl을 물로 0.1 MHCl의 4 mL을 20 mL로 희석하여 만든다.
- 피펫 10 mL 의 20 mM HCl 적절한 유리 웨어에 60 °C로 설정 된 물 온도와 목욕 초음파 (초음파 없음)에 배치합니다.
- 20 mM HCl의 10 mL에 PdCl 20의 0.0177 g을 추가하고 모든 PdCl2가 용해 될 때까지 초음파 처리를 통해 혼합하십시오. 결과 10 mM H2PdCl4 용액은 진한 주황색을 나타내야 한다.
- 광침착 반응 혼합물의 준비
참고: 설명된 절차는 큐벳에 사용하기 위해 3mL 총 부피를 가정하여 플라스모닉 포토포지션 공정에 실시간 피드백을 허용합니다. 인용된 질량/부피는 일반적인 화학 물질/재료/시약과의 호환성을 위해 선택되었으며 Pd로 장식된 AuNR의 허구 세척/회수를 허용합니다. 다른 부피 및/또는 대체 반응 용기(예: 유리 비커)로 스케일링하면 유사한 결과가 발생할 것으로 예상됩니다.- 드가 스톡 AuNR 용액과 메탄올(MeOH)을 30분 동안 목욕 초음파 처리기에서.
- 파이펫 2.5 mL의 수성 부유 AuNR (단계 2.2.1에서) 1cm 경로 길이로, 자기 교반 바가있는 매크로 볼륨 큐벳. 큐벳을 볶음판에 놓습니다.
참고: 매크로 볼륨 큐벳의 일반적인 볼륨은 3.5mL입니다. 석영은 UV 투명 플라스틱으로 대체 될 수있다. - 약 15-30 분 동안 부드럽게 교반하면서 디가스 MeOH (단계 2.2.1에서)의 피펫 475 μL. 필요에 따라 경질 표면에 대한 큐벳의 바닥을 부드럽게 눌러 정기적으로 어떤 기포를 제거; 용해 된 가스를 제거하면 금속 할로히드 염의 안정성이 연장 될 수 있습니다.
- 파이펫 5 μL의 스톡 농축 HCl (37%, 12 M)을 큐벳에 넣고 15 분 동안 혼합하십시오.
참고 : HCl 지원의 튜닝 농도는 Pd 증착의 최종 형태 / 속도에 영향을 미칠 수 있지만 반응 혼합물에서 20 mM 미만의 농도는 H2PdCl4가 점진적으로 가수 분해 및 옥살레이트에 허용되어 결국 PdO로 이어질 수 있습니다. X 형성 후 ~ 3 시간.
- [PdCl 4]2- On AuNR1,13의 플라스모닉 광감소
- 10 mM H2PdCl4의 25 μL을 1:5 Pd:Au 원자비에 대한 반응 혼합물에 주입한다. 교반하는 동안 용액을 1 시간 동안 어둡게 복잡하게 하십시오.
참고: 이 양은 반응 혼합물의 Au, [PdCl4]2- 2-및 MeOH의 최종 몰을 변경하는 비용으로서 원하는 Pd:Au 비율에 따라 조절될 수 있다. 참조(22)는 상이한 Pt:Au 비율에서의 Pt-AuNR 형태-유사 결과를 Pd로 기대할 수 있는 예를 예시한다. - 24 시간 동안 35 mW / cm2 강도에서 비 편광, 715 nm 긴 패스 여과 텅스텐 할로겐 램프와 반응 혼합물을 조사합니다.
참고: 다른 광 필터(또는 소스, 예를 들어, 레이저)는 다른 Au 나노 구조 종자에 대한 고유한 LSPR 파장에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 420 nm 롱 패스 필터는 450 nm에서 LSPR을 나타내는 플라스모닉 시드 구조에 사용될 수 있다. 광 강도는 느린 [PdCl 4]2-환원 속도를희생하여 중성 밀도 여과로 감소될 수 있으며, 총 반응 시간이 길어질 수 있다. 광 강도는 [PdCl 4]2-의 열 환원가능성을 희생하여 반응 시간을 감소시키기 위해 증가될 수 있다(발병은 기준23을통해 ~360°C이다). 적절한 강도는 격리 및/ 또는 집단 앙상블24에서나노 입자 표면 온도의 계산을 통해 열 감소를 완화하기 위해 선험적 을 계산할 수 있다. 다양한 조사 강도로부터의 궁극적인 Pd-AuNR 형태에 대한 영향은 아직 탐구되지 않았다. - Pd-AuNR에서 잔류 화학 물질 / 시약을 두 번 세척하십시오 : 각각 9,000 x g에서 원심 분리, 피펫으로 상급체 제거, Pd-AuNR 펠릿을 물에 다시 일시 중단한 다음 바이알을 목욕 초음파 작용기로 1-2 분 간 담그십시오. 분산20,21.
- 10 mM H2PdCl4의 25 μL을 1:5 Pd:Au 원자비에 대한 반응 혼합물에 주입한다. 교반하는 동안 용액을 1 시간 동안 어둡게 복잡하게 하십시오.
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Representative Results
H2PdCl4가 어둡고 공진된 방사선 조사 하에 CTAB 적용 AuNR에 대해 전송 UV-vis 분광, X선 광전자 분광법(XPS) 데이터 및 전송 전자 현미경(TEM) 이미지를 획득했습니다. 도 1과 그림 2에서 Pd. 전송 UV-vis 스펙트럼의 핵형성/성장을 촉매하는 경도 SPR(LSPR)에서(a) 전구체 리간드-금속 전하 전달(LMCT)의 변화에 따른 반응 역학에 대한 통찰력을 제공합니다. 특징 강도 및 파장 및 (b) 나노로드 SPR 강도, 절반 최대 (FWHM) 및 파장 (λ)에서 전체 폭. XPS는 금속 Pd 및 공유 Pd-Au 본딩의 존재를 확인하는 데 사용됩니다. XPS는 또한 도3에 도시된 바이메탈 나노구조체의 복합 원자대 대역 밀도(DOS)를 특성화하는 데 사용된다. 그림 4의 TEM 이미지 및 에너지 분산 분광법(EDS) 맵은 Pd-장식AuNR의 구조적 형태 및 크기 분포를 결정합니다.
도 1은 2.5 mL의 스톡 0.5 mM AuNR(파선 검정)을 시작으로 반응 혼합물을 포함하는 각 화학 성분의 순차적, 단계별 첨가에 따른 대표적인 UV-vis-NIR 흡광도 동향을 나타낸다. 희생 구멍 스캐빈저로 MeOH의 475 μL및 12 M HCl (솔리드 블랙)의 5 μL을 첨가하면 간단한 희석으로 인해 UV 및 가시 스펙트럼전반에 걸쳐 흡광도 크기가 감소합니다. HCl 첨가 시 종방향 SPR(LSPR) 파장에서 ~5-8 nm 청색 시프트는 전형적이며, 이는 용매된 Cl-음이션25에의한 스크리닝으로부터 발생할 가능성이 있다. 10 mM H2PdCl4 (파선 및 고체 파란색)의 25 μL의 추가는 [PdCl 4]2-의LMCT 밴드에 대응하는 고강도 UV 흡광도 특징이 나타난다. LMCT 밴드는 금속 할로나이드 염26,27의특징이다. 20 mM HCl에서 CTAB 덮인 AuNR로 1 시간 동안 어둠 속에서 평형화 한 후, [PdCl 4]2-분자는 약 247 nm 및 310 nm에서 LMCT 특징을 나타낸다. AuNR LSPR (진빨색)으로 광 조사 공진시,[PdCl 4] 2-LMCT 밴드는 각각 몇 분 내에 230 nm 및 277 nm로 청색 시프트되고, 그들의 어금니 흡수율은 감소하는 것으로 나타난다. LπMCT 대역의 흡광도 크기는 플라스모닉 핫 전자를 통해 흥분한 AuNR에 의한 [PdCl4]2-2-(진한 빨간색에서 노란색)의 점진적 광 감소로 인해 24시간 동안 1.7에서 약 0.47로 감소합니다. 1개 , 13. UV 영역에서 의 전구체 LMCT 특징은 [PdCl4]2-2의 전체 소비를 나타내는 24 시간 (노란색) 후에 사라진다. 횡단 SPR(TSPR) 및 LSPR 기능은 [PdCl4] 2-LMCT 대역이 동시에 낮아짐에 따라 적색 이동을 시작합니다. 반응 용기의 온도는 [PdCl4]2-감소에 대한 ~360° C 발병 온도 위의 벌크 온도를 증가시키지 않도록 플라스모닉 광열 감쇠를 보장하기 위해 (예를 들어, 열전대를 통해) 수반할 수 있습니다. 23. 일반적인 정상 상태 온도범위는 주변 대류가 없는 이러한 실험 조건 하에서 26-32°C입니다.
도 2는 흡착된 경우(검정) 및 후(적색) 공진 조사 전(PdCl4]2-)의이중세척입자의 TSPR 및 LSPR을 나타낸다. LSPR 파장 적색 이동은 807 nm에서 816 nm로 5% FWHM 확장과 함께 진행됩니다. TSPR은 변경되지 않습니다. ~ 400 nm 이하의 파장에서의 흡광도 크기는 Pd의 명백한 광침착 후 대역 간 금속 흡수의 변화 및 발생으로 인해 ~ 40-55 %까지 증가합니다.
그림 3A의 XPS 분석은 335 eV 및 340 eV 결합 에너지에서 Pd 3d 라인의 출현에 의해 금속 Pd의 존재를 확인합니다. Au는 이 결합 에너지 영역에서도 4D 광전자 라인을 컨볼루션하지만, Pd로 AuNR을덮는 [PdCl 4]2-의 광감소 후에 억제됩니다. 도 3B에서 Au 4f 광전자 라인에서 ~0.5 eV 시프트는 공유 Au-Pd 상호작용28,29를나타낸다. 도 3C에서 PD 광침착 후 의 원자대 DOS는 페르미 레벨, EF(즉, 0 eV의 결합 에너지) 근처에서 더 높은 DOS를 나타내고 E-밴드 개시를 EF13쪽으로이동한다. 이들은 금속 Pd의 전형적인 특성이며 밀도 기능이론(DFT)(13)을이용하여 선험적으로 계산될 수 있다.
도 4 A에서 TEM 분석은, ANR의 각각의 구조적 형태가 어둠 속에서 H2 PdCl4와 혼합된 것을 나타낸다(도4A,파랑) 및 LSPR 조사(도4B,적색). 날카로운 기울어진 Pd-AuNR은 LSPR 조사하에서 생성된 플라스모닉 열전자에 의한 Pd 광감소의 결과로 관찰된다. 이러한 날카로운 나노로드 팁은 펜타 트윈 된 AuNR 종자(30)의특징인 엔드 Au (111) 면과 일치합니다. 이러한 악화된 말단 면은 어둠 속에서H2PdCl4와 혼합된 AuNR에 대해 관찰되지 않는다. 도 4C에서 로드 길이의 크기 분포 분석은 LSPR 조사가 광감소 Pd의 존재로 인해 평균 로드 길이를 127 nm에서 129 nm로 확장했음을 나타냅니다. 명백한 서브-2 nm Pd 두께는 도 4D에도시된 대표적인 Pd-AuNR의 에너지 분산분광법(EDS) 맵에서 확인된다. 로드 직경의 변화는 관찰되지 않습니다 (39.1 nm 어두운 상태에서 LSPR 조사하에서 39.2 nm). 전체 로드 AR은 나노로드 길이의 증가로 인해 3.27에서 3.30 (±0.34)로 증가합니다. 이러한 크기 모집단 메트릭은 그림2에서 측정된 작은 7 nm LSPR 적색 시프트와 일치합니다.
도 1: AuNR-H2PdCl4 반응 혼합물의 투과 UV-vis 분광분석.
일반적인 LMCT 및 SPR 흡광도 특징을 나타내는 스펙트럼은 0.5mM AuNR 용액(파선 블랙)에 MeOH(솔리드 블랙) 및 H2 PdCl 4(파선 블루)를 순차적으로 첨가할 때 특징을 보여준다. 어두운 곳에서 1 시간 평형 후 (단색 파란색), 715 nm 롱 패스 필터 (35 mW / cm2; 적색 음영 영역)를 가진 광대역 LSPR 조사는 24 시간 동안 광 감소를 촉매합니다 (단색 빨간색 → 노란색, 2 시간 단계). 반응이 진행됨에 따라 MeOH 소비는 약 950 nm의 관찰이 가능합니다. 화살표는 LMCT 파장 변화에 추세를 표시하는 눈을 안내 시간이 지남에 따라 이동합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 이중 세척 AuNR의 SPR 모드의 전송 vis-NIR 분광 분석 전(검정) 및 추가 후 + H의 광 감소 2개 PdCl 4개 (빨간색)을 입력합니다.
H2PdCl 4의 광감소 후 TSPR 및 LSPR 모드의 공진 파장(Δ λ) 및 대역폭 확장(Δ FWHM)의 각각의 변화는 인세트된다. 누적된 대역 간 Pd 흡수는 ~480 nm 이하에서 분명하다.
도 3:H2 PdCl 4(적색)의 존재 시 LSPR 조사 전(검정) 전(검정)의 AUNR의 XPS 분석.
(A) Au 4d 및 Pd 3D 영역은 각각의 스핀 궤도 분할 5/2 및 3/2 라인을 표시합니다. (B) 스핀 궤도 분할 7/2 및 5/2 라인을 보여주는 Au 4f 영역. (c) 발렌스 밴드 DOS 영역은 0 eV 결합 에너지가 페르미 레벨(E F)이다.
도 4: 어두운 상황에서 H2 PdCl4의 존재 에서 LSPR 조명에 대한 AuNR의 TEM 분석.
(a) AuNR의 TEM 현미경을 H2PdCl4와 어두운 24시간 동안 혼합하고 2x세척하였다. (b) AuNR의 TEM 현미경을 24시간 동안 LSPR 여기하에서 H2PdCl4와 혼합하고 2x세척하였다. (C) 나노로드 길이의 누적 분포 함수(CDF)는 파란색과 빨간색이 각각 어둡고 밝은 조건에 해당합니다. (d) H2PdCl 4의 존재 에서 공진적으로 조사된 대표적인 나노로드의 끝에서 Au(보라색) 및 Pd(녹색)신호의 EDS 매핑.
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Discussion
전송 UV-vis 분광법을 사용하여 광학 흡광도의 변화를 모니터링하는 것은 H2PdCl 4의 LMCT 기능에 특히주의를 기울여 광촉매 반응의 상태를 평가하는 데 유용합니다. 2.3.1단계에서 H2 PdCl4를 주입한 후 LMCT 피처의 파장 최대치(그림 1에서단색에서 단색청색으로 이동)는 [PdCl4]2-분자 1의 국소 "환경"에 대한 통찰력을 제공합니다. 예를 들어, CTAB의 N+ 헤드 그룹과의 정전기 협응과 AuNR 표면1 및 /또는 가수 분해 및 / 또는 산화 31,32,33의 분자 표본으로 의한 수송 ). 조사 중 LMCT 피처의 크기(그림 1에서 진한 빨간색에서 노란색까지)는 전구체가 LSPR동안 점진적으로 광감소됨에 따라 용액에 남아 있는 H2PdCl4의 농도를 정량화합니다. 방사선 조사. LMCT 특징이 조사 중에 크기가 감소하지 않으면 광촉매 반응이 일어나지 않습니다 (CTAB 농도가 너무 높을 수 있으며 추가 세척이 권장됩니다). Lorentzian LSPR 특징에 장파장 꼬리의 평탄화는 AuNR 표면 (12)에서 희생 MeOH 청소 뜨거운 구멍의 결과로 LSPR 조사 중에 약 950 nm (그림 1의"MeOH 소비"라벨 참조)에서 발생해야합니다. 전하 중립성을 유지하기 위해1. SPR 모드는 반응 동안 모니터링될 수 있지만, 그들의 파장 및 강도는 반응 1의 진행성 상태에관하여 거의 정량적 정보를 보유하지 않는 것으로 보인다. 이는 (i) 시간이 지남에 따라 전구체 전해질 환경(예를 들어, 전구체 d→d 밴드의 효과적인 용매 굴절률 및/또는 꼬리) 대(ii) 형태학적 변화(예를 들어, 로드 신장)의 병렬 변화로 인한 수많은 복잡한 효과에 기인한다. 용액이 광범위하고 기능이 없는 UV 흡광도가 있는 ~3시간 후에 진한 갈색/주황색을 나타낸다면 PdOx가 형성된 것 일 가능성이 높습니다. 임의의 잔류, 소비되지않은 H2 PdCl4는 XPS 분석에서 명백한 것으로, 여기서 Divalent Pd 3d 라인(즉, Pd2+)은그림 3에도시된 금속 라인보다 결합 에너지에서 약 2.5 eV 더 높게 발생한다.
그림2에 도시된 바와 같이 PD 광침착 후 최종 LSPR 파장의 미세한 변화는 NR 시드1을사용할 때 플라스모닉 광침착 공정의 전형적이다. 그러나 다른 종자 구조 또는 Pd:Au 원자 비율은 더 과감한 변화를 초래할 수 있으며 계속 검사될 수 있습니다. LSPR이 전체 로드 종횡비에 의해 제어되는 코어쉘 성장 메커니즘은 1,34가 미세하게 변경된 LSPR을 담당하는 것으로 보입니다. 예를 들어, 4.7 nm의 평균 길이 성장은 유사한 조건하에서 AuNR에 광증착된 Pt에 대해 보고되었으며, 이는 4.4 에서 4.7(±1.0)으로AR 증가를 유도하고 이방성 코어 쉘 성장 메커니즘 1을 따랐다. 이것은 나노 로드22,35,36,37에대한 50-250 nm LSPR 적색 시프트를 산출하는 아령과 같은 형태를보고하는 습식 화학 적 방법과는 극명한 대조입니다. 궁극적인 Pd 두께는 프로토콜 단계 2.3.1에 추가적인 H2PdCl4를 추가하여 증가될 수 있다(예를 들어, 1:2 Pd:Au 원자비에 대해 10 mM H2PdCl4의 총 62.5 μL). LSPR에서의 FWHM 팽창은 주로 감쇠 시그니처1과반대로 PD 증착 다분산도(38)의 결과로 나타난다.
H2PdCl 4와 같은 금속 염의 플라스몬 구동 광 감소로인한 두 번째 구조 형태는 LSPR 여기하에 플라스몬 핫 전자의 공간 분포에 의해 지배될 것이라고 가설이 있습니다. 흡수 에너지는 전구체1,22,39의환원 전위를 초과한다. Pd와 Pt1,13에대해서만 아직 시연되었지만, 이 기술은 Ag, Ni, Ir, Cu, Co, Ru 등과 같은 다른 금속에 적합할 것으로 예상됩니다. 이것은 특히, 플라스모닉 감작 광촉매에 대한 하위 5 nm 기능과 헤테로 메탈릭 플라스모닉 구조를 합성하기위한 잠재적으로 강력하고 유연한 기술입니다. 현재 단계에서 이 기술은 콜로이드 현탁액 금속에 용액 상 증착로 제한됩니다. 전위는 대용량 처리를 위해 기체 상 환경(예: 화학 증착 로)에서 환원 플라스모닉 광침착을 수행할 수 있지만, 여전히 탐구해야 합니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다.
Acknowledgments
이 작품은 육군 연구소에 의해 후원및 G.T.F에 수여 USARL 협력 계약 번호 W911NF‐17‐2-0057에 따라 수행되었다. 이 문서에 포함된 견해와 결론은 저자의 견해이며 육군 연구소 또는 미국 정부의 공식 정책을 나타내는 것으로 해석되어서는 안됩니다. 미국 정부는 여기에 저작권 표기와도 불구하고 정부 목적을 위해 재인쇄물을 복제하고 배포할 권한이 있습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aspheric Condenser Lens w/ Diffuser | Thorlabs | ACL5040U-DG15 | f=40 mm, NA=0.60, 1500 grit, uncoated |
| Deuterium + Tungsten-Halogen Lightsource | StellarNet | SL5 | |
| Gold Nanorods, AuNR | NanoPartz | A12-40-808-CTAB | CTAB surfactant, 808 nm LSPR, 40 nm diameter |
| Ground Glass Diffuser | Thorlabs | DG20-1500 | 1500 grit, N-BK7 |
| Hydrochloric acid, HCl | J.T. Baker | 9539-03 | concentrated, 37% |
| Low Profile Magnetic Stirrer | VWR | 10153-690 | |
| Macro Disposable Cuvettes, UV Plastic | FireFlySci | 1PUV | 10 mm path length |
| Methanol, MeOH | J.T. Baker | 9073-05 | ≥99.9% |
| Palladium (II) chloride, PdCl2 | Sigma Aldrich | 520659 | ≥99.9% |
| Plano-Convex Lens | Thorlabs | LA1145 | f=75 mm, N-BK7, uncoated |
| Quartz Tungsten-Halogen Lamp | Thorlabs | QTH10 | |
| UV-vis Spectrometer | Avantes | ULS2048L-USB2-UA-RS | AvaSpec-ULS2048L |
References
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