Plasmonic sphere-on-plane systems with semiconducting polymer spacer layers

文献情報

出版日 2018-03-26
DOI 10.1039/C8CP01314D
インパクトファクター 3.676
著者

Binxing Yu, Jill I. Tracey, Zhongkai Cheng, Martin Vacha


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要旨

The optical properties of metal-film-coupled nanoparticles (NPs) are highly sensitive to physical and optical interactions between the NPs and the spacer medium in the gap between the NP and metal film. Here, we investigate the physical and optical interactions between gold NPs (AuNPs) and semiconducting conjugated polymer thin-film spacers in a “sphere-on-plane” type metal-film-coupled NP system, and their influence on the plasmonic scattering of individual AuNPs. We choose two different conjugated polymers: one with an absorption spectrum that is resonant with the plasmonic modes of the AuNPs and another that is non-resonant. By correlating dark-field back-scattering optical images with topographic atomic force microscope images, we find that partial embedding of the AuNPs occurs in both conjugated polymers to different extents. This can lead to partial quenching of certain plasmonic scattering modes, which results in a change of the back-scattering colors from the AuNPs. Pronounced, red-shifted scattering is observed due to deep embedding of the AuNPs, particularly for thicker conjugated polymer spacers that have resonant absorption with the plasmonic modes of the AuNPs. Polarization-controlled defocused dark-field imaging is employed to visualize the emergence of horizontally-polarized scattering modes upon embedding of AuNPs into the conjugated polymer spacer. These results demonstrate the importance of nanoparticle-spacer physical interactions to the control of the color and polarization of coupled plasmonic modes in nanoparticle-film systems relevant.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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