在规则超晶格中组装等离子体纳米晶体可以产生均匀材料中所不具备的有效光学性质。然而,当选择单个纳米晶体组合物作为组成元原子时,这些超材料性质的范围是十分有限的。德克萨斯大学奥斯汀分校Delia J. Milliron和Thomas M. Truskett展示了在原子和纳米晶体两个长度尺度上连续变化的掺杂如何能够在基于纳米晶体的超表面中调谐集体等离子体共振的频率和带宽,而这些特征在单组分超晶格中是密不可分的。
本文要点
(1)通过改变不同掺杂剂浓度的氧化铟锡纳米晶体的混合比,作者使用大规模模拟来预测介电常数接近零的宽红外光谱区域的出现。
(2)在实验中,由于平面内和平面外的集体共振,作者也观察到了可调谐的反射率和吸收带。这些光谱特征和预测的强近场增强将这种多尺度掺杂策略确立为设计光学应用超材料的一种强大的新方法。
Kihoon Kim, et al. Hierarchically Doped Plasmonic Nanocrystal Metamaterials. Nano Letters. 2023
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02231
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c02231