利用相关光学和电子显微镜技术对双金属等离子体纳米粒子的结构-性质进行分析

《The Journal of Physical Chemistry C》：Structure–Property Analysis of Bimetallic Plasmonic Nanoparticles Using Correlative Optical and Electron Microscopy

双金属纳米材料的光学与催化性能调控依赖于合金化和形貌的协同作用，本研究通过单粒子系统研究Ag-AgPt纳米颗粒，结合多模态相关成像技术揭示结构-光学响应机制，为能源转换应用提供理论支撑。

　　

双金属等离子体纳米材料通过控制其组成和结构，为调节光学和催化性能提供了独特的机会。它们的性能源于等离子体基体金属与功能性次要成分之间的相互作用，然而，要弄清楚合金化和形态如何影响其光学响应仍然具有挑战性，尤其是在通常在宏观尺度上测量其光学特性的情况下。在这里，我们对不同形状和铂含量的银（Ag）和银铂（AgPt）纳米颗粒（NPs）进行了系统的单颗粒研究，所有测量都在同一碳涂层的透射电子显微镜（TEM）网格上进行。我们采用了一种关联成像方法，结合了暗场显微镜、单颗粒散射光谱、扫描透射电子显微镜（STEM）和能量色散X射线光谱（EDS），直接将结构和组成特征与单个颗粒的光学行为联系起来。我们的数据集包括银纳米球、纳米盘和三角形纳米颗粒（TNPs），其中银铂纳米颗粒是通过电置换法合成的。相同的网格配置使得可以在光学和结构测量之间一一对应地追踪颗粒身份，从而避免了样品间差异带来的干扰。我们观察到等离子体响应随组成和几何形状的变化，这一现象通过有限元方法（FEM）模拟得到了验证，模拟结果展示了合金化和形态如何调节光学散射。这项工作为解决双金属等离子体纳米结构中的结构-性能关系提供了一个可靠且易于使用的框架，特别是在能量转换应用的背景下。通过实现跨组成和形态的受控比较测量，我们的方法为纳米尺度上的等离子体调控提供了见解，并支持下一代双金属材料的合理设计。