利用光子诱导近场电子显微镜探测氧化物改性铝纳米立方体中的等离子体近场效应

《ACS Photonics》：Probing Plasmonic Near-Fields in Oxide-Modified Aluminum Nanocubes Using Photon-Induced Near-Field Electron Microscopy

光诱导近场电子显微镜（PINEM）用于研究氧化铝纳米立方体的表面等离子体共振（LSP）模式，发现极化控制可实现单粒子LSP成像，氧化物层厚度增加与PINEM信号增强正相关，光强升高进一步放大信号，证实PINEM在高分辨率光学近场成像和光谱学中的潜力。

　　

等离子体纳米颗粒在光激发下会在其表面产生强电场，这使得它们在传感、光谱学和光催化等领域具有广泛应用。电子显微镜技术（如阴极发光和电子能量损失光谱）已被用来生成局部表面等离子体（LSP）模式的纳米级图像。最近，光子诱导近场电子显微镜（PINEM）作为一种强大的技术出现，用于成像由超快激光激发产生的衰减近场。在这项研究中，我们在超快电子显微镜中使用了PINEM技术，并结合数值计算来探讨光偏振、表面修饰和光强度如何影响氧化改性的铝纳米立方体上的LSP相关衰减场。通过对入射光场的偏振控制，我们能够在单颗粒水平上对纳米立方体的LSP进行空间映射。系统地改变氧化层厚度后发现，氧化层厚度增加与更强的PINEM信号和探测电子的更大能量增益相关。此外，在固定偏振和氧化涂层的情况下，更高的光强度会进一步增强PINEM信号。这些发现表明PINEM是一种高分辨率的技术，适用于单个等离子体纳米颗粒的光学近场成像和光谱分析。能够探测单颗粒行为为纳米光子和等离子体材料的设计与表征提供了新的机遇。