Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Yang Liangbao do Instituto de Saúde e Tecnologia Médica, Institutos de Ciências Físicas de Hefei (HFIPS), Academia Chinesa de Ciências (CAS) propôs um mecanismo de aprimoramento de campo eletromagnético baseado no efeito de acoplamento de órbita de elétrons do vizinho próximo, explicando o mecanismo do material em camadas bidimensional (2D) Au-2H-TaS₂ usado para aprimoramento de espalhamento Raman aprimorado de superfície (SERS).

Os resultados foram publicados no Journal of Physical Chemistry Letters .

Os materiais 2D são um tema quente no campo da química analítica devido ao seu potencial como substratos ideais de espectroscopia Raman com superfície aprimorada sem metal (SERS). No entanto, em comparação com metais preciosos, os materiais 2D têm um fator de melhoria relativamente baixo (geralmente abaixo de 10 ³ ) devido ao seu mecanismo de aprimoramento principalmente químico.

Portanto, são necessárias mais pesquisas sobre o material 2D de nanopartículas metálicas mistas ou o sistema de material 2D dopado quimicamente e seu mecanismo de aprimoramento SERS, a fim de alcançar um alto desempenho SERS.

Neste estudo, a equipe utilizou aglomerados de Au de átomo único para intercalar 2H-TaS₂ , alcançando um efeito de aprimoramento SERS de duas ordens de magnitude em relação ao pai 2H-TaS₂ .

A fim de elucidar com precisão o mecanismo de aprimoramento SERS de Au-2H-TaS₂ , uma única camada atômica Au bicamada de intercalação de cluster 2H-TaS₂ modelo foi estabelecido, e um mecanismo inovador de aprimoramento de campo eletromagnético baseado no efeito de acoplamento de orbitais de elétrons vizinhos foi proposto.

Através de análises experimentais e cálculos teóricos, foi demonstrado que os elétrons do orbital d na superfície do Au estão acoplados aos vizinhos 2H-TaS₂ , aumentando a densidade eletrônica local, resultando em um forte campo eletromagnético local.

Este trabalho fornece novos insights para o aprimoramento do SERS em compostos de metais não preciosos e orienta o desenvolvimento de novos substratos SERS, de acordo com a equipe.

Mais informações: Shirui Weng et al, Efeito de acoplamento orbital de elétrons vizinhos de camada atômica única Au Cluster Intercalated Bilayer 2H-TaS2 for Surface Enhanced Raman Scattering Sensing, The Journal of Physical Chemistry Letters (2023). DOI:10.1021/acs.jpclett.3c02225
Informações do diário: Jornal de Cartas de Físico-Química

Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências