국부 표면 플라즈몬(LSP)과 분자 여기자(molecular exciton)의 상호작용에 의한 흡수 향상은 고성능 태양광 소자 개발에 있어 가장 중요한 현상 중 하나이다. 이 연구에서 플라즈몬 금속 나노 입자와 염료 분자의 하이브리드가 개발되었으며 가시 영역에서 정확하게 조정된 파장에서 향상된 흡수를 나타냅니다. 하이브리드는 500–700 nm 범위에서 4개의 흡수 피크(Q-밴드)를 갖는 포르피린 유도체와 정밀하게 조정된 LSP 공명 파장을 나타내기 위해 당사에서 개발한 삼각형 은 나노프리즘(AgPR)으로 구성됩니다. 전체 Q-밴드 범위에 대한 흡수 향상은 다른 종횡비의 3가지 종류의 AgPR의 조합 사용에 의해 유도됩니다. 또한, LSP 기반 형광증강 현상을 기반으로 한 흡광도 향상의 정량적 평가를 통해 여러 파장에서 효율적인 흡수 향상 효과를 얻을 수 있음이 입증되었습니다.
광물질 상호작용을 제어하는 것은 광화학 과학에서 집중적으로 연구되는 주제 중 하나입니다[1]. 금속 나노입자의 활용은 LSP(localized surface plasmon) 공진의 여기시 나노크기 차원에서 강한 전자기장을 생성하기 때문에 광물질 상호작용을 강화하는 방법으로 인식되었습니다. 특히 LSP와 광기능 분자의 여기자(exciton) 사이의 상호작용은 엄청난 방출 향상[2], 광화학적 소광 억제[3], 플라즈몬 공명 에너지 전달[4], 향상된 물 분할 [5] 등. Antosiewicz et al. 금속 나노입자와 광기능 분자 사이의 상호작용은 상호작용의 강도에 따라 (1) 강화된 흡수 영역, (2) 유도된 투명도 영역, (3) 강한 결합 영역의 세 가지 영역으로 분류된다[6]. 강한 결합은 LSP와 분자 여기자 상태가 혼합된 상태의 분리로 이어지며, 이는 분자 공명 파장에서 소광 피크의 분리로 나타납니다. 반면에, 강화된 흡수 영역에서 LSP의 흡수 및 산란 성분은 감쇠되는 반면, 분자 흡수는 LSP에서 분자로의 에너지 전달에 의해 증가됩니다. 향상된 분자 흡수는 LSP 공명의 감쇠된 흡수 성분을 취소하지만 보상되지 않은 감쇠된 산란 성분은 소광 스펙트럼의 딥으로 남아 있습니다. 유도된 투명도 체제는 흡수 향상 체제와 강한 결합 체제 사이의 중간 경우를 나타냅니다. 이 중 흡수 향상은 고효율 태양광 소자 개발에 매우 중요합니다[7,8,9,10,11]. 특히, 넓은 태양 스펙트럼을 활용하기 위해서는 넓은 파장 범위에 대한 흡수 향상이 필수적이다. 그러나 LSP와 엑시톤 사이의 상호작용을 통한 향상된 흡수의 다중 파장 생성은 지금까지 입증된 적이 없습니다. 두 개의 다른 염료 분자와 결합된 플라즈몬 금속 나노 입자를 사용하여 여러 파장에서 스펙트럼 딥의 생성이 보고되었지만 이 현상은 강한 결합의 경우 Rabi 진동에 기인하며 흡수 향상으로 이어지지 않았습니다[12 ]. 두 개의 흡수 밴드를 나타내는 시아닌 염료 분자와 금속 나노로드의 조합을 사용하여 다중 파장에서 플라즈몬-엑시톤 커플링에 대한 다른 보고서[13]에서는 흡수 향상이 확인되지 않았습니다.
이 연구에서는 염료 분자의 여기자와 3가지 다른 종류의 플라즈몬 금속 나노 입자의 LSP 공명 사이의 상호 작용을 통해 가시광선 영역의 다중 파장에서 광 흡수를 향상시키는 데 성공했습니다. 삼각 은나노프리즘(AgPR)의 LSP 파장을 정밀하게 튜닝하는 기술을 개발해 이뤄낸 성과다. 또한, LSP 공명과 염료 분자의 엑시톤(exciton)이 상호작용하여 발생하는 형광증강을 이용하여 흡수증강인자를 정량적으로 평가하였다.
Milli-Q 등급 물(저항률:18.2 MΩ cm)은 모든 수용액의 제조에 사용되었습니다. 톨루엔은 Kishida Chemical(일본)에서 구입했습니다. 5,10,15,20-테트라페닐-21H,23H-포르피린(TPP), 나트륨 테트라하이드로보레이트(NaBH4 ), 질산은(AgNO3 ) 및 폴리에틸렌이민(PEI)(MW ~ 10,000)은 Fujifilm Wako Pure Chemical(일본)에서 구입했습니다. 구연산삼나트륨 이수화물, 수산화나트륨(NaOH), 암모늄 용액(NH3, 28%) 및 과산화수소 용액(H2 O2 , 30%)는 Kanto Chemical(일본)에서 구입했습니다. 모든 화학 물질은 추가 정제 없이 사용되었습니다.
투과전자현미경(TEM) 및 원자력현미경(AFM, 탭핑 모드)은 각각 Hitachi HF-2000 현미경 및 Hitachi SPI-3800N-SPA400 현미경을 사용하여 수행하였다. 샘플 기질의 소광 스펙트럼은 JASCO V-770 분광계를 사용하여 일반 투과율 설정에 의해 측정되었습니다. 흡수 및 산란 스펙트럼은 이전 보고서[14]에 따라 적분구가 장착된 분광계(JASCO V-770)로 측정되었습니다. 샘플 기질의 형광 여기 스펙트럼은 JASCO FP-8600 형광 분광 광도계에 의해 측정되었습니다. AgPR의 소멸 스펙트럼에 대한 계산은 전체 Maxwell 방정식에 대해 지연된 전자기장과 함께 경계 요소 방법(BEM)을 사용하여 수행되었습니다[15]. 용액 단계에서 AgPR의 무작위 방향을 생성하기 위해 투과 스펙트럼은 입사광 편광의 허용된 모든 조합(E x , E 와 , E z ) 및 입사광 전파 방향(k x , 카 와 , 카 z ). 지오메트리 모델은 추가 파일 1:그림 S1에 나와 있습니다. 은의 유전 함수는 Rakic et al.의 이전 보고서에서 가져왔습니다. [16].
면내 쌍극자 모드(500, 540, 560, 625, 645 및 675 nm)의 공명 파장이 정밀하게 조정된 AgPR은 당사가 개발한 광 매개 방법으로 합성되었습니다. 보호제로 구연산삼나트륨(5mM)과 NaBH4를 함유한 수용액(100mL) (0.2mM) 환원제로서 AgNO3 수용액(100mL)에 주입 (1mM) 교반하에 얼음조에서. 혼합물을 1시간 동안 더 교반하여 평균 직경이 11 nm인 Ag 나노구체를 형성하였다. Ag 나노스피어(10mL)의 콜로이드 용액에 NaOH 수용액(0.2M, 100μL)을 주입하여 pH를 11.2로 조정한 후 발광 다이오드(LED) 빛을 조사하여 AgPR. 구체적으로, AgPR의 면내 쌍극자 모드의 공진 파장은 470 ± 5 nm(5800 mcd, 3 × 3 어레이), 525 ± 5 nm(18,000 mcd, 3 × 3 어레이) 및 590 ± 5 nm(50,000 mcd, 3 × 3 어레이)로 미리 결정된 시간 동안 표 1에 요약되어 있는 반면 조사 설정은 추가 파일 1:그림 S2에 나와 있습니다. 획득한 AgPR은 AgPR-X로 지정됩니다. , 여기서 X 공명 파장을 나타냅니다.
표면을 청소하기 위해 유리 기판(1.5 × 2.0cm 2 ) 30% H2의 혼합 수용액에 침지 O2 및 28% NH3 (1/1 =V/V) 100°C에서 3시간 동안 Milli-Q 물로 세척합니다. 세척된 기판은 사용할 때까지 Milli-Q 물에 보관했습니다. 기판을 PEI(4.2 mg/mL) 수용액에 1분 동안 담그고 Milli-Q 물로 세척하여 양전하를 띤 PEI로 기판을 수정했습니다. 그런 다음 양전하를 띤 기질을 콜로이드 용액에 담가 구연산 덮개로 인해 음으로 대전된 AgPR을 정전기적으로 고정시켰다. 주 LSP 공명 대역(면내 쌍극자 모드)의 소멸 강도가 0.2에 도달할 때까지 침지를 계속했습니다. 이렇게 얻은 기질을 AgPRs-X라고 합니다. /유리. 유리판에서 AgPR의 LSP 소광 강도는 밀도가 높은 샘플에서 관찰되는 인접한 AgPR 사이의 LSP 결합을 피하기 위해 0.2로 설정되었습니다[17]. 3개의 AgPR(LSP 공명 파장 500, 560, 645 nm)이 고정된 유리판(AgPRs-삼원/유리)을 준비하기 위해 양으로 대전된 유리판을 AgPR의 각 콜로이드 용액에 순차적으로 침지하여 주 LSP 공명의 소멸 강도는 0.1에 도달했습니다. TPP(1.5mM)의 톨루엔 용액을 AgPR-X에 스핀 코팅(3000rpm, 30초)했습니다. /glass 및 AgPRs-ternary/glass, TPP 및 AgPR의 하이브리드 제공(TPP/AgPR-X 및 TPP/AgPR-삼원). 또한 TPP 용액을 PEI 변형 유리 기판(TPP/유리)에 스핀 코팅하여 기준으로 베어 유리 기판에 TPP를 증착했습니다.
이 연구에서는 포르피린 유도체인 TPP(분자 구조:그림 1a)를 광기능 분자로 사용했습니다. 천연 엽록소의 합성 유사체인 포르피린은 가시광선 영역에서 광범위하게 흡수되기 때문에 광 수확제로 자주 사용됩니다[18]. 그러나 500–700 nm 영역에서 4개의 흡수 피크의 흡수 계수는 상대적으로 낮습니다(Q-밴드, 흡수 계수:~ 10 4 M −1 cm −1 ), 반면 420 nm 부근의 흡수는 매우 강합니다(Soret band, 흡수 계수:> 10 5 M −1 cm −1 ). 따라서 우리는 금속 나노 입자의 LSP를 사용하여 Q 밴드의 흡수를 향상시키려는 시도를 시작했습니다. 그림 1b는 TPP/유리의 소멸, 흡수 및 산란 스펙트럼을 보여줍니다. 435 nm에서 Soret 대역의 소광 피크와 519, 552, 596 및 653 nm에서 Q-band의 4개의 소광 피크가 관찰되었습니다[19]. TPP의 톨루엔 용액(514, 548, 591 및 649 nm, 추가 파일 1:그림 S3)에서 Q 밴드의 피크 파장과 비교하여 TPP/유리의 파장은 약간 적색 편이되었습니다. 또한 Soret 밴드의 소멸은 현저한 산란 성분을 동반했습니다. 이러한 결과는 분자 응집체의 산란 단면적이 응집체 부피의 제곱에 비례하고 적색 편이가 TPP의 π-π 상호작용에 기인할 수 있기 때문에 유리 기판에 TPP 분자가 조밀하게 응집됨을 시사한다[20 ]. 분자 응집체의 형태를 조사하기 위해 TPP/유리에 대해 AFM 측정을 수행했습니다. 그림 1c와 같이 높이 7 ± 2 nm, 직경 108 ± 29 nm의 분자 집합체로 유리 표면이 산란되었다.
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아 TPP의 분자 구조. ㄴ TPP/유리의 소광(검은색 선), 흡수(빨간색 선) 및 산란(파란색 선) 스펙트럼. 삽입은 Q-밴드의 확대를 보여줍니다. ㄷ TPP/유리 표면의 AFM 이미지
정밀하게 조정된 파장에서 강한 LSP 공명을 생성하는 플라즈몬 금속 나노입자의 재현 가능한 대규모 합성은 대규모 응용 분야에서 매우 요구됩니다. 거시적 기질 위에 퍼진 포르피린의 Q 밴드의 흡수 향상은 이러한 응용 분야의 모델 사례이며 이 작업에서 설명합니다. 수요를 만족시키는 금속 나노입자 제조 기술은 거의 보고되지 않았다[21, 22].
우리는 정밀하게 조정된 LSP 공명 파장에서 충분한 양의 강한 국부 전자기장을 생성할 수 있는 AgPR을 합성하는 데 성공했습니다[17, 23]. LSP 공명이 발생하는 파장 영역은 포르피린의 Q 밴드 영역과 일치합니다. 우리의 방법은 원래 Mirkin의 연구 그룹에서 개발한 빛 매개 방법을 기반으로 합니다[24, 25]. 준비에서 AgPR은 직경이 10 nm 미만인 구연산염 안정화 Ag 나노구에 빛을 조사하여 합성됩니다. 빛을 조사하면 LSP 공진이 붕괴되면서 열전자와 정공이 형성된다. 뜨거운 구멍이 Ag 표면에 흡착된 시트르산으로 이동하는 동안 뜨거운 전자는 은 이온을 환원시켜 AgPR을 형성합니다. LSP 공진 파장은 여기광 파장을 어느 정도 선택하여 제어했지만 이전 보고서[25,26,27]에서는 단일 여기 파장으로 정확한 튜닝을 달성한 적이 없습니다. 이 연구에서 우리는 전례 없는 정밀도로 LSP 공명 파장을 나타내는 AgPR을 준비하는 데 성공했습니다. 이것은 Ag 나노스피어를 AgPR로 변환하는 과정에서 시퀀스, 파장 및 조사 기간(실험 섹션 및 표 1 참조)을 조정하여 달성되었습니다. 예를 들어, 470 nm 빛의 조사는 500 nm에서 LSP 공명을 나타내는 AgPR을 생성했습니다. 470nm 광에 이어 525nm 광을 조사하면(총 조사 시간을 변경하지 않고 유지) 적색 편이 LSP 공명을 갖는 AgPR을 생성했습니다. 470 nm 빛의 첫 번째 조사 과정 동안, Ag 나노스피어의 지향성 부착과 같은 2차원 합체에 의해 작은 AgPR이 형성되었습니다. 두 번째 525nm 광 조사에서 AgPR은 Ostwald 숙성 과정에서 나머지 Ag 나노구를 소모하면서 특정 크기로 성장했습니다. 따라서 얻은 AgPR은 특정 조건에서 작은 표준 편차(0.6–5 nm, 표 1 참조)로 500, 540, 560, 625, 645 및 675 nm의 정확한 파장에서 LSP 공명을 생성했습니다. 5회 제조된 AgPR의 각 콜로이드 용액의 소멸 스펙트럼은 추가 파일 1:그림 S4에 나와 있습니다. 이는 우리의 합성 방법이 정확한 파장에서 LSP 공명을 생성하는 데 놀라운 재현성을 가지고 있음을 분명히 나타냅니다. 정규화 된 소광 스펙트럼과 얻어진 AgPR의 콜로이드 수용액 사진은 각각 그림 2a, b에 나와 있습니다. 모든 AgPR은 500-700 nm 내에서 현저한 공명 밴드를 보였다. 도 2c에 나타난 LSP 파장과 TEM 이미지를 비교한 결과, edge length가 증가함에 따라 공명 대역이 red-shift됨을 알 수 있었다(AgPRs-500:25 ± 3 nm, AgPRs-540:30 ± 4 nm, AgPRs-560:33 ± 5 nm, AgPRs-625:44 ± 9 nm, AgPRs-645:47 ± 10 nm 및 AgPRs-675:52 ± 7 nm). 광화학적 방법으로 합성되는 AgPR의 두께는 ca.에서 거의 일정하기 때문입니다. 10 nm의 에지 길이에 관계없이[28], 공진 파장의 차이는 종횡비(가장자리 길이 대 두께의 비율)의 차이에 기인할 수 있습니다[29]. LSP 파장과 그 종횡비 사이의 상관관계를 증명하기 위해 실험적으로 얻은 가장자리 길이와 고정 두께 10nm를 갖는 AgPR에 대한 BEM을 사용하여 소광 스펙트럼을 계산했으며, 이들은 수상(굴절률:1.333)으로 둘러싸여 있습니다. 2a). 계산된 공진 파장은 실험적으로 얻은 파장과 매우 잘 일치했으며(그림 2d), 이는 AgPR의 공명 대역의 정확한 제어가 종횡비를 정밀하게 제어함으로써 달성되었음을 나타냅니다. AgPR의 실험적 소멸 스펙트럼은 계산된 것보다 다소 넓습니다. 이것은 부분적으로는 준비된 AgPR에서 비록 좁기는 하지만 종횡비에 분포가 있었고 부분적으로는 용매 분자(물)가 화학적 계면 감쇠를 일으키기 때문일 수 있습니다[30]. 둘 다 계산에 포함되지 않았습니다.
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AgPR의 광학적 특성 및 형태의 특성화. 아 LSP 피크 파장이 다른 AgPR 수용액의 정규화된 소멸 스펙트럼과 BEM에 의해 계산된 정규화된 소멸 스펙트럼. ㄴ 합성된 AgPR의 사진 이미지. ㄷ 변형된 광화학적 방법으로 합성된 다양한 AgPR(i-vi)의 TEM 이미지. d 종횡비에 대한 AgPR의 LSP 피크 플롯
AgPR의 LSP와 TPP/AgPR에서 TPP의 여기자 간의 상호작용을 평가하기 위해-X , 소광 스펙트럼은 TPP/유리(참조용), AgPR/유리 및 TPP/AgPR-X에 대해 측정되었습니다. (그림 3). 그림 3의 점선은 TPP/유리에서 관찰된 Q 밴드의 피크 파장을 나타냅니다. 모든 AgPR/유리에 대한 면내 쌍극자 모드의 공명 파장은 수상의 공명 파장과 비교하여 수십 나노미터만큼 청색으로 이동되었습니다(그림 2a). 이러한 이동은 AgPR을 둘러싸고 있는 매질의 굴절률이 수상에서 공기로 변화하기 때문입니다(굴절률:1.000)[31,32,33]. TPP 용액을 AgPR에 스핀 코팅한 후-X /유리, 436 nm에서 소렛 밴드가 관찰되었다. 또한, LSP 공명 대역이 적색 편이되어 모든 AgPR에 대해 500-700 nm 내의 LSP 대역이 생성되었습니다. 이러한 결과는 TPP의 굴절률(약 1.6)이 공기의 굴절률보다 크기 때문에 AgPR이 TPP 응집체로 덮여 있음을 시사합니다[18]. 모든 TPP/AgPR-X에 대해 LSP 공명 대역의 Q 대역 피크 파장에서 두드러진 피크 또는 딥이 관찰되었습니다. . 예를 들어, TPP/AgPRs-500의 경우 LSP 공진이 강하게 여기된 515 및 552 nm에서 스펙트럼 딥이 관찰되었지만 LSP 공명 대역의 가장자리 영역에서 595 및 654 nm에서 피크가 관찰되었습니다. 후자의 위치는 AgPR 주변의 전자기장이 약한 LSP 대역의 주변 영역에 있습니다. 따라서 LSP 공명과 TPP 여기자 사이의 결합이 약하여 전체 스펙트럼이 개별 스펙트럼의 합과 유사합니다. 반면에, TPP/AgPRs-675에서는 Q-밴드가 LSP 밴드의 주변 영역과만 겹치기 때문에 피크만 관찰되었으며(그림 3f), 이는 LSP와 엑시톤 사이의 비효율적인 상호 작용을 시사합니다[34]. 우리는 이러한 데이터를 기반으로 딥의 출현으로 나타나는 LSP와 여기자 사이의 강한 상호 작용이 LSP 공명이 강하게 여기되는 좁은 파장 영역에서만 효율적으로 유도된다는 것을 강조합니다. 따라서 Q-band 영역에 걸쳐 여러 파장에서 LSP 공진과 함께 여러 AgPR의 결합 사용이 필요합니다.
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소멸 스펙트럼. 스펙트럼의 점선은 TPP/유리의 Q 밴드의 흡수 피크 파장을 나타냅니다. 아 AgPRs-500/유리. ㄴ AgPRs-540/유리. ㄷ AgPRs-560/유리. d AgPRs-625/유리. 이 AgPRs-645/유리. 에 AgPRs-675/유리
약한 결합의 경우를 나타내는 흡수증강으로 분류된 경우 여기자 발생에 의한 광흡수가 증가하는 반면, 동일한 파장에서 LSP의 소광은 감소한다. 그 결과, 여기자를 생성하기 위한 흡수 향상이 LSP 대역의 흡수 감소에 의해 상쇄되기 때문에 전체 흡수 성분은 거의 변하지 않는다. 반면에 순 산란 성분이 감소하여 전체 소광 스펙트럼이 감소합니다[6]. 강한 결합의 경우 에너지가 분리된 두 개의 하이브리드 상태가 독립적인 고유 상태 대신 형성되기 때문에 흡수 및 산란 스펙트럼 모두에서 현저한 딥이 유사하게 관찰됩니다. 유도 투명도는 흡수 향상과 강한 결합 사이의 중간 경우를 나타냅니다[6, 35, 36]. 하이브리드에서 LSP와 여기자 사이의 상호작용 강도를 더욱 명확히 하기 위해 TPP/AgPR-X의 흡수 및 산란 스펙트럼 측정되었다(그림 4)[6, 37, 38]. LSP가 모든 TPP/AgPR-X에 대한 산란 스펙트럼에서 강하게 여기된 영역에서 현저한 딥이 관찰되었지만 TPP/AgPRs-675를 제외하고 딥은 해당 흡수 스펙트럼에서 덜 두드러졌습니다. 이러한 관찰은 우리의 하이브리드 TPP/AgPRs-500, 540, 560, 625, 645가 결합 강도와 관련하여 흡수 향상 영역에 있음을 시사했습니다.
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흡수(빨간색 선) 및 산란(파란색 선) 스펙트럼. 스펙트럼의 점선은 TPP/유리의 Q 밴드의 흡수 피크 파장을 나타냅니다. 아 TPP/AgPR-500. ㄴ TPP/AgPR-540. ㄷ TPP/AgPR-560. d TPP/AgPR-625. 이 TPP/AgPR-645. 에 TPP/AgPR-675
우리는 LSP 공명이 강하게 여기되는 영역에서 흡수 향상을 달성하는 데 성공했지만 전체 Q 밴드를 덮는 더 넓은 범위의 흡수 향상은 태양광 이용 측면에서 유리할 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 TPP와 AgPRs-ternary/유리(TPP/AgPRs-ternary로 표시)를 하이브리드화했습니다. AgPRs-ternary/유리의 소멸 스펙트럼은 그림 5a에 나와 있습니다. 485, 540 및 598 nm에서 3개의 별개의 밴드가 관찰되었으며, 이는 각각 AgPR-500, 560 및 645의 LSP 공명 밴드에 할당되었습니다. 그림 5b에 표시된 TPP/AgPRs-ternary의 소멸 스펙트럼은 Q-band 피크에 해당하는 파장에서 4개의 딥을 나타냅니다. 또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 산란 스펙트럼의 Q-대역 파장에서 현저한 4개의 딥이 관찰되었지만, 흡수 스펙트럼에서는 이러한 딥이 나타나지 않았다. 이러한 결과는 AgPRs-500, 560, 645의 LSP와 전체 Q-band 파장에서 생성된 여기자 사이의 상호작용 강도가 향상된 흡수 영역에 있음을 시사합니다.
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아 AgPRs-삼원/유리의 소멸 스펙트럼. 점선은 AgPRs-500/유리, AgPRs-560/유리 및 AgPRs-645/유리의 LSP 피크를 나타냅니다. ㄴ AgPRs-삼원/유리, TPP/AgPRs-삼원 및 TPP/유리의 소멸 스펙트럼. ㄷ TPP/AgPRs-ternary 및 TPP/glass의 흡수 및 산란 스펙트럼
TPP의 광역학에 대한 흡수 향상의 효과를 정량적으로 조사하기 위해 TPP/AgPRs-500, 560, 645 및 3원(λ 그들 =720 nm)가 측정되었습니다(그림 6a). 이들 하이브리드의 형광 방사선은 TPP/유리와 비교하여 Soret 및 Q-밴드 영역 모두의 여기에 의해 크게 향상되었습니다. Q 밴드 피크의 형광 향상 인자는 11-71 범위였습니다(추가 파일 1:그림 S5a 참조). LSP 공명으로 인한 형광 향상은 두 가지 메커니즘에 기인할 수 있습니다. LSP 공명 밴드가 형광 파장과 겹칠 때. Q-밴드 여기에 대한 형광 향상은 광여기 및 형광 파장이 TPP/AgPRs-500, 560, 645 및 3원의 LSP 공명 밴드와 겹치기 때문에 이러한 메커니즘 모두에 의해 유도될 수 있습니다. 반면에 Soret 밴드 여기의 경우 형광도 2.9-6.4배 향상되었습니다(추가 파일 1:그림 S5a 참조). 이 경우 여기 파장이 AgPR의 주요 LSP 공명 대역에서 멀리 떨어져 있기 때문에 향상은 복사 감쇠율의 가속에 전적으로 기인한 것 같습니다. 따라서 Soret 밴드(435 nm, 그림 6b)에서 정규화된 형광 여기 스펙트럼을 사용하여 형광 향상 인자를 계산했으며, 이는 순 흡수 향상에 기인할 수 있습니다. Q-대역에 대한 평균 향상 계수는 그림 6c에 나와 있으며, 각 Q-대역 피크에 대한 향상 계수를 평균화하여 얻은 것입니다(추가 파일 1:그림 S5b). 결과적으로, TPP/AgPRs-ternary는 모든 Q-band 피크에서 균일하게 흡수 향상을 나타내어 향상 계수 7.4를 나타냈다. 이 결과는 다른 종횡비의 AgPR을 결합하여 넓은 파장 영역에서 플라즈몬-엑시톤 커플링에 기반한 흡수 향상이 달성되었음을 나타내었으며, 이는 LSP 파장의 정확한 튜닝 기술의 유용성을 나타냅니다. 무작위로 분포된 다분산 AgPR은 또한 광범위한 흡수를 향상시킬 것이지만 많은 분자가 AgPR과의 공명에서 벗어나게 될 것입니다. LSP 공명 파장이 분자 흡수 피크 위치에 정확하게 맞춰진 AgPR을 결합하는 것은 빛의 스펙트럼을 수확하는 가장 효율적인 전략이 될 것입니다. 따라서 우리의 정밀 튜닝 기술은 고성능 태양광 소자 개발에 유망합니다.
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아 측정된 형광 여기 스펙트럼. ㄴ 정규화된 형광 여기 스펙트럼(λ 그들 =720nm). ㄷ TPP/유리, TPP/AgPRs-500, TPP/AgPRs-560, TPP/AgPRs-645 및 TPP/AgPRs-삼원의 평균 흡수 향상 계수. 빨간색 선은 3회 반복 측정에 대한 표준 편차를 나타냅니다.
우리는 넓은 가시 영역에서 정밀하게 조정할 수 있는 잘 정의된 공명 파장으로 AgPR을 합성하는 데 성공했습니다. 공명 파장의 차이는 종횡비의 차이에 기인합니다. 3가지 다른 종횡비를 가진 AgPR의 결합 사용은 전체 Q-대역에서 흡수 향상을 가져왔고, 이는 소광, 흡수 및 산란 스펙트럼으로 입증되었습니다. 또한, 흡수 향상 인자는 형광 여기 스펙트럼에서 정량적으로 평가되었으며, 이는 넓은 가시 파장 영역에서 흡수 향상을 실현하는 데 정확하게 조정된 LSP 공명 파장을 나타내는 AgPR을 생성하는 프로토콜의 유용성을 입증했습니다. 따라서 서로 다른 종횡비를 가진 AgPR의 조합 사용은 넓은 파장 영역에서 광물질 상호작용을 향상시킬 수 있는 큰 잠재력을 가지며, 이는 태양 전지, 광촉매 및 바이오 이미징을 포함한 고성능 광전자 장치의 제조를 위한 길을 열어줍니다. 센서.
이 연구 동안 생성되거나 분석된 모든 데이터는 이 출판된 기사와 추가 정보 파일에 포함되어 있습니다.
원자력 현미경
질산은
은 나노프리즘
경계 요소 방법
과산화수소
유도된 투명성
발광 다이오드
국부적 표면 플라스몬
나트륨 테트라하이드로보레이트
수산화나트륨
암모니아
폴리에틸렌이민
투과전자현미경
테트라페닐포르피린
나노물질
초록 전형적인 슈퍼커패시터 전극 물질인 층상 이중 수산화물은 구조가 잘 조절되면 우수한 에너지 저장 성능을 나타낼 수 있습니다. 이 연구에서 다양한 니켈-코발트 층상 이중 수산화물(NiCo-LDHs)을 제조하기 위해 간단한 1단계 열수 방법이 사용되며, 여기서 다양한 요소 함량이 NiCo-LDH의 다양한 나노구조를 조절하는 데 사용됩니다. 결과는 요소 함량의 감소가 NiCo-LDH의 분산성을 효과적으로 개선하고 두께를 조정하며 내부 기공 구조를 최적화하여 정전 용량 성능을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 니켈(0.06g) 대 코발
이 문서에서는 커플링?이 무엇인지 배우게 됩니다. 정의 , 축 커플링 유형 , 사용 방법 ? 부품 , 애플리케이션 및 다이어그램 . 또한 다운로드할 수 있습니다. PDF 이 기사의 파일은 끝부분에 있습니다. 커플링 및 유형 커플링이란 무엇입니까? 커플링 동력 전달을 위해 두 개의 축을 함께 연결하는 데 사용되는 장치입니다. 커플링은 정렬 정확도 및 토크 요구 사항에 따라 견고하거나 유연합니다. 샤프트 커플링이란 무엇입니까? 샤프트 커플링 구동축과 종동축 등 두 개의 회전축을 연결하여 동력을 전달하는 기계 부품입니다.
