众所周知,金属态金纳米棒在适合光热转换的近红外区域 (NIR) 中表现出强烈的纵向等离激元激发。然而,当尺寸减小到~2 nm以下时,Au纳米结构变成非金属态,等离激元纳米棒中的纵向激发是否可以遗传尚不清楚。近日,卡耐基梅隆大学Rongchao Jin,Yingwei Li等报道了原子级精确的棒状 Au42(SCH2Ph)32团簇,其具有六方密堆积Au20内核,纵横比高达6.2,在815 nm处表现出强烈的吸收,摩尔吸收系数高达1.4 × 105 M–1 cm–1。
本文要点:
1)与其它棒状纳米团簇相比,Au42具有更有效的光热转换,在甲苯中,50 μg mL–1的超低浓度下,5 min(λex = 808 nm,1 W cm-2)内温度升高约 27 °C。
2)密度泛函理论计算表明,NIR 跃迁主要沿着Au42中Au20核的长轴,即纵向激子振荡,类似于金属态纳米棒中的纵向等离激元。
3)瞬态吸收光谱表明,Au42的快速衰减类似于较短纵横比的纳米棒,但随后是额外的缓慢衰减,Au42纳米棒的寿命长达2400 ns。
该工作提供了第一个在分子状纳米棒中获得强烈纵向激发的案例,该纳米棒可用作光热转换器,并在生物医学治疗、光声成像和光催化中具有潜力。
Yingwei Li, et al. Atomically Precise Au42 Nanorods with Longitudinal Excitons for an Intense Photothermal Effect. J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c03948