【儀表網 研發快訊】近日，《美國化學會志》(JACS)發表了武漢大學物理科學與技術學院丁濤課題組與高等研究院陳世貴/王璐課題組在超分子等離激元交叉前沿領域的合作研究成果。論文題為“Charge Transfer Plasmons Enabled by Supramolecular Plug: From Optoelectronic Switching to Enhanced Chiral Sensing”。物理科學技術學院2024級博士生李雅文、高等研究院2022級碩士生林思祎、物理科學技術學院2021級博士生張弛為論文的共同第一作者，丁濤和王璐為共同通訊作者。
 

　　圖1.基于柱芳烴的超分子等離激元體系。(左)超分子等離激元的光學調控；(右)超分子等離激元的手性光學增強
 

　　由于表面等離激元具有較強的電磁場局域效應，它常被用來增強光與物質(分子)的相互作用，從而實現超靈敏的分子檢測以及在單分子層面揭示分子的動力學過程。但是這種增強效應受到非局域和量子隧穿的影響存在增強極限，因此在亞納米空腔內探尋新的手性增強機制對于單分子的手性光學探測具有重要意義。傳統小分子和二維原子晶體的尺寸和光電特性都相對固定，超分子體系由于主客體相互作用使其具有靈活的可調光電特性。因此，將超分子系統與等離激元納腔相結合有望發現新的傳感機制和展現優異的傳感性能。
 

　　在本工作中，丁濤課題組與王璐老師合作，利用柱芳烴(P5SA)的剛性結構及其合適的空腔大小，基于Au-S鍵在金膜上(NPoM)構建了一種超分子等離激元系統(圖1)。他們利用這種柱芳烴超分子單層膜與客體結合后對等離激元納腔導電率的調制作用實現了等離激元共振的調控。在激光激發下，熱電子傳輸使得等離激元共振發生可逆的藍移(圖1左)。
 

　　他們進一步研究了該超分子系統的手性的傳遞與放大行為。通過等離激元耦合圓二色性(PCCD)機制,在引入手性客體之后，該超分子等離激元系統表現出良好的手性光學響應，平均g因子為0.2。與此同時，光激發下的等離激元熱電子轉移使得客體分子的手性得到進一步放大，不對稱因子(g-factor)可高達0.5(圖1右)。該研究成果不僅揭示了基于等離激元熱電子轉移的手性增強機制，同時也為進一步開發相關的超分子等離激元器件奠定了基礎。
 

　　相關研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中央高校基本科研業務費和武漢科技廳資助。武漢大學科研公共服務條件平臺為相關研究提供支撐服務。 新聞網訊(通訊員高妍)