铟基等离子体薄膜作为Kretschmann结构SPR传感的基底，以及用于氧化物增强型UV-SERS的FDTD分析

《ACS Applied Nano Materials》：Indium Plasmonic Thin Films as Substrates for Kretschmann Configuration-Based SPR Sensing and FDTD Analysis of Oxide-Enhanced UV-SERS

基础研究拓展了新型等离子体材料在纳米光子学中的应用潜力，以铟薄膜为例研究其表面等离子体激元特性及表面等离子体共振传感与增强拉曼光谱性能。通过引入2 nm铬基底层优化铟薄膜结构，首次实现了Cr/In薄膜的表面等离子体共振传感，灵敏度达黄金薄膜的77%。研究发现铟的氧化层在紫外区可提升50%以上增强拉曼效应，但可见光区影响较小。研究为优化等离子体基底提供了理论依据。

　　

对不常见等离子体材料的基础研究拓展了它们在纳米等离子体学中的潜在应用。在这项研究中，研究人员对一种具有等离子体特性的金属——铟的纳米薄膜进行了表征，探讨了其表面等离子体极化子（SPP）的特性以及在表面等离子体共振（SPR）传感和表面增强拉曼光谱（SERS）中的性能。将铟薄膜直接沉积在玻璃载玻片上时，由于颗粒之间的间隙干扰了SPP的传播，导致没有产生SPR响应。添加2纳米厚的Cr底层后，颗粒尺寸减小，并在Kretschmann配置下出现了共振凹陷。首次使用2/40纳米厚的Cr/In薄膜实现了SPR传感，并与标准的2/50纳米厚的Cr/Au薄膜进行了比较，结果显示其灵敏度约为金薄膜的77%。通过类似的方法制备了钝化的In?O?薄膜，以研究其光学性质，从而改进了对等离子体应用所需基底的计算建模和优化。在典型的SPR波长（约650纳米）下，该氧化层的低消光系数（k）表明其对SPR响应的影响极小。然而，有限差分时域（FDTD）模拟显示，氧化层的存在使得在紫外范围内的SERS增强效果提高了50%以上，而在可见光范围内的影响则较小。这项工作为薄铟薄膜在光学传感应用中的等离子体特性提供了见解，并强调了氧化层在特定波长性能中的关键作用。