等离子体化学启示了论文的设计

等离子体直接激发分子的能力和参与化学反应已经被研究者观察到在日本,韩国和美国。这项工作提供了基本了解底层的光化学和可以帮助论文的设计。

局部表面等离子体激元是材料的自由电子密度的集体振荡。它们可以由光子,为能源提供路线从光流向化学反应。然而,这发生的确切机制仍然是有争议的。在过去的十年中,等离子体可以催化氧和氢分子的分解利用宏观实验和计算的计算。在这两种情况下,研究人员认为通过衰变反应生成热或高能电子等离子体,产生瞬态负离子。等离子体是否能直接激发分子,但是,还不清楚。

在新的研究中,Emiko Kazuma日本的日本和他的同事们用扫描隧道显微镜(STM)检查plasmon-induced反应。研究人员定位样品上方的STM技巧和观察二甲基二硫分子在金属衬底椭圆突起。然后集中不同波长的光在提示刺激电浆振荡的差距。

允许等离子体间的相互作用和分子后,研究人员发现,一些椭圆突起已经成为两个相邻球形的突起,建议中央sulfur-sulfur债券的分子分离。研究人员计算分离分子和相关反应时间,距离中心的提示和入射光的波长。他们也观察到单分子反应实时通过隧穿电流的变化来检测提示下的分子变化。

冷静下来

他们发现不符合热电子的关系机制。相反,研究人员得出等离子体被分子吸收,促进直接电子激发到未占据分子轨道,导致分子分离。这类似于光子解离机制如果提示不存在,但等离子体增强效率高达400倍。

尽管研究人员计划检查其他STM方法使用他们的单分子反应敏感,他们不争议之前声称推进热电子机制。在之前的研究情况下,我们认为之间的杂交分子和金属表面强,“Kazuma解释道。我们的分子与金属系统薄弱的杂交。这可以促进不同的反应途径。如果反应途径确实证明取决于程度的杂交与衬底轨道,Kazuma说,这是可能调整,促进一种机制或其他表面催化剂。

我认为他们做了一个很好的工作在钉plasmon-induced化学机制——这是一个重要的话题很长一段时间,人们纷纷猜测不同的机制,”说弗兰克Koppens在西班牙的光子科学研究所。现在的电浆化学的设计成为可能,而之前的随机运气。”

Volker Deckert德国耶拿大学的添加一个警告:“反应发生在5 k和超低压力,所以绝对远离任何批量合成条件,”他说。不过,他同意这项工作是一个有价值的开始。在化学,他说你总是试图让一个新的分子的下一步将是调查一个替换或聚合反应。你知道预计的机制是,在我看来,非常重要的,”他说。