最新突破，纳米棒槌变身量子态多级开关

正文

请到「今天看啥」查看全文

视频记录了Au/Ag纳米棒空腔中38个连续变化的内部结构状态

Au/Ag空心纳米棒内核结构对其外部等离子激元近场空间分布的影响

等离子激元是金属材料表面的自由电子与外界光子相互作用下激发的电磁场模式，在这种相互作用中, 自由电子在与其共振频率相同的光波照射下发生集体振荡，称为局部表面等离子体共振（LSPR）。LSPR与可见光相互作用后，利用光谱仪甚至人眼就能够分辨和记录。

莱斯大学的研究者发现，利用扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子束能够精确地操控并重构空心Au/Ag纳米棒内核的形状和位置，并且该过程是可逆的；相应地，这意味着研究者能够可逆地调控其外部等离子激元的近场分布。如果将这类纳米棒应用于存储器，得到的可不仅仅是“开”和“关”两种状态，因为其能够可控地激发出不同类型的LSPR模式。

说来也巧，这项重大的发现还有这么一个故事：

最初，是来自加拿大魁北克市拉瓦尔大学的丹尼斯·布德罗（Denis Boudreau）教授请莱斯大学里伯教授管理的先进电子显微镜实验室帮助其表征这批外壳主要含金但也含有部分银的Au/Ag合金空心纳米棒。

里伯教授称：“其中大部分棒状纳米空壳都有漏缝的，这也让我们意识到，如果合成的空心纳米棒是没有缺陷的（完整的），那么其内腔就会密封一小部分溶液。 灵感就来了，这里面一定有宝藏 。”

（a）和（b）指研究者利用STEM电子束进行Au/Ag空心纳米棒内核信息写/读循环。（c）电子束操控单根空心Au/Ag纳米棒内核液体移动。

里伯和论文的第一作者萨迪克·亚兹迪（Sadegh Yazdi）很快意识到 可以利用电子束操控内核液体 。里伯说：“显然，化学在此时根本无计可施，因为这是一个密封的纳米壳结构。但是， 我们可以向内部输送电子 。”

研究者 将束径亚纳米级的电子束聚焦在Au/Ag纳米棒的空腔内，注入溶剂化电子 （指能在溶液中存在的自由电子），诱导水分解反应。里伯称：“自由电子直接与溶液中的Ag离子反应，将Ag离子拽向电子束照射的位置，还原形成Ag原子。”然后，被消耗掉Ag离子的内核溶液从电子束照射的位置流走，此时，溶液中水分解产生的副产物与相接触的其他部分的固体Ag原子反应又生成Ag离子，再次补充溶液中消耗的Ag离子，如此反复。

请到「今天看啥」查看全文