具有可控纳米结的空心多孔金纳米壳，用于高度可调的等离子体共振及表面增强拉曼散射中的强场增强

摘要： 具有纳米间隙的等离子体金属纳米结构因其可控的光学特性和可用于多种应用的强电磁场而备受关注，但在三维纳米结构中精确可靠地控制纳米间隙仍是一项重大挑战。本研究报道了通过简便的氧等离子体刻蚀工艺调控中空多孔金纳米壳（HPAuNS）结构的纳米连接点，以及纳米间隙变化对HPAuNSs光学特性和传感性能的影响。通过调节金烧结程度，我们展示了不同纳米连接点的HPAuNS结构在局域表面等离子体共振（LSPR）峰和罗丹明6G（R6G）表面增强拉曼散射（SERS）检测方面的高可调性。随着纳米连接点颈部区域进一步烧结，由于粒子间连接点电导率增加导致电荷转移等离子体模式比偶极等离子体模式更占主导，主LSPR峰从785 nm红移至1350 nm并伴随展宽。此外，研究证明增强纳米连接点颈部的锐度可使HPAuNS的SERS增强因子最高提升4.8倍，这种增强源于粒子间连接点更尖锐的纳米间隙中更强的局部电磁场。HPAuNSs中纳米连接点结构的微妙变化会显著影响其光谱特性和电磁场强度，这对基于SERS的分析传感器实际应用及多波长兼容应用至关重要。