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由螺旋细菌模板化的等离子体纳米粒子组装体及其产生的光学活性
摘要： 吸附于螺旋细菌表面的等离激元纳米颗粒（NPs）可形成具有微米级螺距的NP螺旋体。其相关的手性光学效应可作为细菌检测的生物分析工具，并有助于深入理解不同尺度螺旋自组装结构的光谱行为。本研究报道了在空肠弯曲杆菌（一种以引发严重胃部感染著称的螺旋细菌）表面组装出具有微米级手性的对映纯螺旋体。该菌体呈现螺距1-2微米的右旋螺旋形态，可作为多种NP的通用模板。细菌本体在可见光、红光及近红外电磁波段未表现出可观测的旋转活性，但经金NP等离激元功能化修饰后，其分散体系在500-750纳米波长范围获得手性光学活性。时域有限差分模拟证实该手性光学活性源自金纳米颗粒的螺旋组装结构。这些手性结构所观测到的圆二色性峰位与先前报道的金NP及其分子/纳米尺度手性构建体的结果相吻合。本研究为利用细菌表面组装的手征等离激元颗?？股锓治鎏峁┝耸笛橛爰扑懵肪丁?
关键词： 细菌、模拟、空肠弯曲菌、圆二色性、等离子体、介观尺度、金纳米粒子、生物技术
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过自组装金纳米粒子增强非线性晶体的二次谐波信号
摘要： 在二次谐波产生（SHG）过程中，例如飞秒激光的两个入射光子能量可通过非线性晶体等媒介合并为一个能量翻倍的出射光子。然而该过程效率有限。本研究通过构建混合系统实现信号采集最大化：该系统由非线性晶体与密集覆盖的等离子体纳米结构组成，两者间以狭窄间隙分隔。采用基于二嵌段共聚物胶束自组装光刻结合后续无电镀沉积的方法，对铌酸锂（LiNbO3）晶体整个表面进行修饰。等离子体纳米结构与光的相互作用会在相邻晶体中产生强电近场，该近场被用于增强非线性晶体的近表面二次谐波信号。在金纳米颗粒的等离子体共振频率下，相较于裸晶体，在激光光斑的共焦体积内观察到约60倍的显著二次谐波增强效应。
关键词： 金纳米粒子、非线性晶体、二次谐波产生、铌酸锂、等离子体纳米结构、无电镀沉积、基于自组装二嵌段共聚物胶束光刻、LiNbO3、SHG
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过掺入金纳米粒子实现表面等离子体增强的溶液法制备磷光有机发光二极管
摘要： 有机发光二极管（OLED）因其作为高品质显示器和节能照明的卓越性能而备受关注。然而，提高溶液加工器件（尤其是基于蓝光发射器件的）效率仍是一项挑战。金属纳米粒子表面等离子体激元的激发具有增强光电器件吸收与发射的潜力。本研究证明，在聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）空穴注入层中掺入适当尺寸和浓度的金纳米粒子（GNPs），可显著提升OLED器件效率（尤其在高压条件下）。显然，金纳米粒子的多重等离子体共振光谱与发光材料的光谱存在显著重叠。例如当掺入2 wt%的12 nm金纳米粒子时，所研究的绿色器件在1000 cd/m2亮度下功率效率从29.0 lm/W提升至36.2 lm/W（增幅24.8%），最大亮度从21,550 cd/m2增至27,810 cd/m2（增幅29.1%）。值得注意的是，相同器件结构的蓝光OLED在100 cd/m2和1,000 cd/m2亮度下分别实现了50%和35%的功率效率提升。这种显著增强效应可能源于金纳米粒子对器件短波发射光的强吸收，进而引发强烈的表面等离子体共振效应，最终实现高效器件性能。
关键词： 有机发光二极管、表面等离子体共振效应、效率、金纳米粒子、尺寸效应
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过埃级厚度的界面偶极层对等离子体金属与半导体之间扩散电势的任意调控
摘要： 局域表面等离子体共振（LSPRs）因其独特的远场和近场光学特性及应用而备受关注。此外，作为化学势的等离子体纳米颗粒费米能级，是控制等离子体纳米颗粒与半导体界面处热电子/空穴转移的关键特性之一。本文通过调控界面偶极层尝试控制等离子体体系的扩散电势，制备了以金纳米颗粒（Au-NPs）为中间层、钛酸锶（SrTiO3）为电子传输材料、氧化镍（NiO）为空穴传输材料的固态光电转换器件。在Au-NPs/SrTiO3/NiO三相界面原子层尺度沉积铝酸镧界面偶极层，并通过光电测量研究其效应。关键发现是：通过调控界面偶极层的平均厚度与方向，可任意控制等离子体金属与半导体间的扩散电势。仅插入一个厚度不足0.5纳米的单原子层（uc）界面偶极层，就能显著调控等离子体纳米颗粒与周围介质间形成的扩散电势。这种方法无需施加外?。ㄈ缙够蚬庹眨┗蚋谋浠〔牧霞纯傻骺氐壤胱犹宓缡?，尤其对等离子体器件极具价值——该界面偶极层不仅能降低、还能提升数百毫伏量级的开路电压。
关键词： 界面偶极子、费米能级、钛酸锶、氧化镍、空穴转移、热电子、铝酸镧、金纳米粒子、光电转换、局域表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于高能电子检测的等离子体凝胶纳米复合材料
摘要： 放射治疗是癌症治疗的常用手段。高能光子是主要辐射源，但治疗时会残留出射剂量，导致邻近健康组织受到辐射损伤。为解决这一问题，皮肤癌治疗中采用高能电子以减少辐射诱导毒性。尽管已有进展，由于现有剂量计存在制作繁琐、读数技术复杂及辐照后稳定性差等局限，实际输送辐射量的测量仍具挑战。为此，我们开发了一种新型比色等离子体凝胶纳米复合材料，用于检测电子束治疗中输送的治疗级辐射量。该等离子体纳米复合材料由琼脂糖凝胶基质封装前驱金离子构成，暴露于高能电子后金离子被还原为金纳米颗粒。金纳米颗粒的形成使琼脂糖基质产生颜色变化，从而形成等离子体凝胶纳米复合材料。所形成颜色的强度与输送的电子剂量呈线性关系，可通过吸光光谱法定量测定。该材料能检测分次电子治疗中的使用剂量，包括临床放疗计划中采用的人体模型。此外，使用谷胱甘肽作为猝灭剂有助于实现输送剂量的定性与定量空间分布测绘。结果表明，该等离子体凝胶纳米复合材料技术具有制作简便、吸光光谱法检测量化简单、可确定空间剂量分布且成本较低等优势，在临床电子剂量检测方面极具应用前景。
关键词： 金纳米粒子、等离子体凝胶纳米复合材料、放射治疗、高能电子、吸收光谱法
更新于2025-09-23 15:19:57
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自组装的基于Ln(III)环糊精的胶束与金纳米粒子（AuNPs）的复合物作为发光和磁共振成像（MRI）剂的候选材料
摘要： 基于四取代七齿环十二烷（1,4,7,10-四氮杂环十二烷）的Eu(III)/Tb(III)/Gd(III)配合物1.Ln和2.Ln被成功开发。其中1.Eu/Tb和2.Eu/Tb用于构建发光自组装三元结构，研究表明仅在适当敏化天线存在时，1.Eu/Tb和2.Eu/Tb的镧系发光才会"开启"。1.Gd/2.Gd被设计为潜在的中红外对比剂，通过NMRD测量研究了其弛豫率并测定了（相对较高的）r1值。实验清晰观察到2.Gd形成了自组装胶束型结构。从1.Ln还合成了功能化金纳米粒子1.Ln-AuNP。与游离配合物类似，在天线存在下1.Eu/Tb-AuNP的Ln发光同样被"开启"。NMRD测量显示1.Gd-AuNP体系的弛豫率极高（400 MHz时达445 s-1mM-1），证实了金纳米粒子表面较高数量1.Gd配合物的累积效应。
关键词： 金纳米粒子、镧系元素、超分子化学、发光、磁共振成像对比剂、环糊精配合物
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于CsPbBr3量子点/金纳米粒子复合等离子体光捕获层的MAPbI3钙钛矿太阳能电池效率提升研究
摘要： 我们展示了一种通过金纳米粒子：CsPbBr3杂化钙钛矿量子点（AuNPs:QD-CsPbBr3）的局域表面等离子体（LSP）耦合来提高MAPbI3钙钛矿太阳能电池功率转换效率（PCE）的方法。等离子体AuNPs:QD-CsPbBr3通过LSP共振效应具有高光捕获能力和快速电荷转移特性，从而提高了短路电流密度和填充因子。与未添加AuNPs的原始器件相比，在掺杂120微升AuNP溶液后，等离子体AuNPs:QD-CsPbBr3/MAPbI3钙钛矿太阳能电池的PCE提升了27.8%。这一改进可归因于嵌入QD-CsPbBr3中的AuNPs形成表面等离子体共振和光散射效应，从而通过等离子体纳米粒子改善了光吸收。
关键词： 量子点、钙钛矿太阳能电池、溴化铅钙钛矿（CaPbBr3）、金纳米粒子、局域表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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耦合半导体与金属纳米粒子薄膜的宽带增强及谐波上转换
摘要： 研究表明，通过金属纳米粒子与等离子体半导体纳米粒子之间的耦合，可增强杂化纳米粒子薄膜的非线性光学性能。由硫化铜（CuS）和金（Au）纳米粒子薄膜构成、中间隔有绝缘配体薄层的异质结构，其二次谐波光产率较单独组分纳米粒子的总和提升了3.3倍。该异质结构采用可扩展的溶液加工技术制备，能制造任意几何形状的器件。除谐波产生外，研究还探究了金、硫化铜及异质结构薄膜的多光子光致发光响应。
关键词： 等离子体激元、异质结构、硫化铜纳米粒子、二次谐波产生、金纳米粒子、多光子光致发光、非线性光学材料
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过金纳米粒子反应性吸附后进行激光解吸/电离质谱法（LDI-MS）远程检测多足马陆释放的HCN气体
摘要： 氢氰酸（HCN）是多足纲马陆类化学防御武器库中著名的警戒信息素。通过激光解吸/电离质谱技术（LDI-MS），研究人员追踪到旧金山湾区常见马陆物种Xystocheir dissecta（Wood，1867）成虫头部挥发性气体中含有HCN。实验过程中，将装有活体马陆的饲养笼置于不同距离的金纳米颗粒（AuNP）沉积物上方，使其头部挥发性气体被动扩散。随后移除载有AuNP沉积物的不锈钢板，用355纳米激光照射。由此产生的气态离子通过飞行时间质谱进行检测。通过比较m/z 249处Au(CN)2?复合阴离子质谱峰强度与残留Au?信号（m/z 197）的强度，该检测方法可在距活体马陆50厘米范围内探测到其释放的HCN蒸气。此外，在AuNP沉积物中添加H2O2作为金氰化反应的内源氧供体后，检测灵敏度显著提高。采用改良的H2O2添加程序后，HCN可在距源头80厘米处被检出。研究还发现，随着与发射源距离增加，Au(CN)2?/Au?信号强度比呈指数衰减分布（符合菲克扩散定律预测）。
关键词： 金纳米粒子（AuNP）、多足纲马陆目、激光解吸/电离（LDI）、马陆、氢氰酸（HCN）、过氧化氢（H2O2）、报警外激素
更新于2025-09-23 15:19:57
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由DNA折纸术控制的可重构等离子体纳米结构
摘要： 纳米材料精确的表面功能化及可重构能力对于构建具有特定功能的复杂纳米结构至关重要。本研究展示了一种可重构等离子体纳米结构的组装——该结构能随DNA链变化同时产生构象与等离子体特性改变。我们通过DNA折纸夹纳米结构表面定点排布不同尺寸的金纳米颗粒（AuNPs），并利用一系列链置换反应精确控制DNA折纸夹的开合状态，从而实现这些金纳米颗粒在两种构型间的模式切换。观测到的等离子体带位移证实了组装金纳米颗粒间等离子体相互作用的改变。本研究成功构建了具有可调等离子体相互作用的可重构纳米材料，将丰富基于DNA的功能性纳米机械工具库。
关键词： DNA折纸术，可重构纳米结构，金纳米粒子，等离子体纳米结构
更新于2025-09-23 15:19:57