朱嘉教授课题组在等离激元光热转换方面取得新进展

发布者:钟芳发布时间:2018-07-04

近日,南京大学朱嘉教授课题组在等离激元光热转化方面取得最新进展,通过结合等离激元两个显著效应:光热转换及光谱放大,实现了现场水质检测与水纯化的一体化集成式解决方案。该工作以《Dual Functional Asymmetric Plasmonic Structures for Solar Water Purification and Pollution Detection》为题发表在Nano Energy上(DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.06.077)。

金属纳米颗粒的表面等离激元效应一直是人们的研究热点,该效应在表面增强拉曼散射(SERS)和光热转化领域中都有着广泛的应用前景。人们一直追求灵敏的拉曼检测特性和高效的光热转化,然而,由于这两种应用对金属基底的吸收特性有着截然不同的要求,因而一直被人们分别研究、平行发展。

朱嘉团队设计了一种非对称的等离激元结构(APS),将这二者巧妙结合在一起,使该结构的不同面分别具有优异的光谱放大和光热转化的特性。APS的金属面(正面)在400~530nm波段具有超过95%的吸收率,能够检测的探针分子浓度低至5×10-12 M,拉曼增强因子高达109;此外,由于其宽带特性,该基底能检测多种医学、渔业、染料分子,样品具有良好的均匀性和稳定性。APS的黑色面(反面)在太阳光全光谱的平均吸收率超过90%,在低倍太阳光照下可实现超过80%的光热转化效率。基于非对称的等离激元结构的双重特性,率先实现了现场水质检测与水纯化的一体化、便携式解决方案。


该论文的共同第一作者为课题组硕士研究生陈传露与周林副教授,工作得到了聂书明教授与祝世宁院士的指导和支持。这一工作受到国家重点基础研究计划、国家自然科学基金委群体及面上项目、中央高校基本科研业务费专项基金、江苏省优势学科等项目的支持。

(陈传露)