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可调谐等离子体氮化铪纳米颗粒及阵列

DOI：10.1039/c9nr07683b 期刊：Nanoscale 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 我们展示了可调谐等离子体氮化铪（HfN）纳米颗粒的制备。HfN是一种金属难熔材料，具有在可见光范围内支持等离子体共振的潜力，类似于银和金，但还具有高熔点、化学稳定性和机械硬度等额外优势。然而，HfN纳米颗粒的制备及其等离子体潜力的实验验证仍处于起步阶段。在此，我们制备了高质量的HfN薄膜，椭圆偏振仪显示其具有等离子体潜力。利用这些薄膜，通过聚焦离子束加工出纳米棒和纳米三角形，并通过阴极荧光成像识别了等离子体共振。作为另一种制备策略，采用优化的电子束光刻工艺制备了HfN纳米颗粒阵列，同样表现出明显的表面等离子体共振。这些结果为进一步探索在材料坚固性至关重要的等离子体驱动应用中的HfN纳米颗粒铺平了道路。
作者： Sven H. C. Askes，Erik C. Garnett，Nick J. Schilder，Erwin Zoethout，Albert Polman
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

探索和开发用于获得等离子体HfN纳米结构的光刻制备方法，并利用阴极发光（CL）光谱技术对其局域表面等离子体共振（LSPRs）进行空间映射。

研究成果

该研究成功展示了利用聚焦离子束(FIB)铣削和电子束光刻(EBL)制备等离子体氮化铪(HfN)纳米颗粒的方法。这些纳米颗粒呈现出明显的表面等离子体共振现象，为其在需要材料强健性的应用中铺平了道路。FIB铣削与EBL制备结构之间等离子体模式的相似性表明这两种制备方法具有广泛的适用性。

研究不足

由于HfN材料具有高熔点和化学惰性，该研究在HfN纳米颗粒的光刻制备过程中面临挑战。由于硅衬底的背景阴极射线发光，阴极射线发光光谱仪仅能检测可见光范围内的信号。

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