当前位置：
X-MOL 学术
›
ACS Appl. Nano Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Tunable Optical Response Based on Au@GST Core–Shell Hetero-nanostructures
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2021-09-09 , DOI: 10.1021/acsanm.1c01708 Dongfang Li 1 , Weina Han 2, 3 , Yanping Yuan 1 , Yan Zhao 1 , Zhaochen Cheng 1 , Jimin Chen 1
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2021-09-09 , DOI: 10.1021/acsanm.1c01708 Dongfang Li 1 , Weina Han 2, 3 , Yanping Yuan 1 , Yan Zhao 1 , Zhaochen Cheng 1 , Jimin Chen 1
Affiliation
|
Active control over the optical response has been investigated extensively, which is highly required in next-generation photonic devices. Here, we report a core–shell nanostructure combined with the plasmonic nanostructure with an active phase change material, termed as Au@GST, where the individual Au nanoparticle is wrapped by isolated active Ge2Sb2Te5 (GST) tuning medium as the shell. We demonstrate the active control of optical response by the simultaneous control of size and crystallization degree of the phase change shell within each isolated core–shell nanostructure. The hetero-nanostructures are synthesized by direct sputtering of stoichiometric GST on Au nanoparticles with different sizes based on a seeding effect of the metal nanostructures. The tunable optical response is enabled by inducing the GST shell phase states between amorphous and crystalline phases through thermal annealing, accompanied by high optical contrast. We demonstrate the tunable optical response (from 570 to 630 nm) of the hetero-nanostructures by tailoring the GST shell’s optical property. The experimental results show that the optical response of the Au@GST core–shell hetero-nanostructures exhibits high sensitivity to the size of the nanoparticles (GST thickness and Au diameter). The simulation results are in good agreement with the experiments. This confirms the dominant role of the phase states on the optical modulation. Furthermore, this study provides a single-step and lithography-free 3D printing process to arrange the hybrid Au@GST core–shell nanostructures in a large area deliberately, giving additional flexibility to control over the architecture and geometry. Such Au@GST core–shell hetero-nanostructures have the potential for active control of nanophotonic devices, such as super-resolution imaging and programmable metasurfaces.
中文翻译：
基于 Au@GST 核壳异质纳米结构的可调光响应
对光学响应的主动控制已被广泛研究，这在下一代光子器件中是非常需要的。在这里，我们报告了一种核壳纳米结构与具有活性相变材料的等离子体纳米结构相结合，称为 Au@GST，其中单个 Au 纳米颗粒被孤立的活性 Ge 2 Sb 2 Te 5包裹(GST) 调谐介质作为外壳。我们通过同时控制每个孤立核壳纳米结构内相变壳的尺寸和结晶度来证明对光学响应的主动控制。基于金属纳米结构的种子效应，通过将化学计量的 GST 直接溅射在不同尺寸的 Au 纳米颗粒上来合成异质纳米结构。通过热退火在非晶相和结晶相之间引入 GST 壳相状态，伴随着高光学对比度，可以实现可调光学响应。我们通过定制 GST 壳的光学特性来证明异质纳米结构的可调光学响应（从 570 到 630 nm）。实验结果表明，Au@GST 核壳异质纳米结构的光学响应对纳米颗粒的尺寸（GST 厚度和 Au 直径）表现出高度敏感性。模拟结果与实验吻合较好。这证实了相位状态对光调制的主导作用。此外，这项研究提供了一种单步和无光刻的 3D 打印工艺，有意在大面积内布置混合 Au@GST 核壳纳米结构，为控制结构和几何形状提供了额外的灵活性。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。模拟结果与实验吻合较好。这证实了相位状态对光调制的主导作用。此外，这项研究提供了一种单步和无光刻的 3D 打印工艺，有意在大面积内布置混合 Au@GST 核壳纳米结构，为控制结构和几何形状提供了额外的灵活性。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。模拟结果与实验吻合较好。这证实了相位状态对光调制的主导作用。此外，这项研究提供了一种单步和无光刻的 3D 打印工艺，有意在大面积内布置混合 Au@GST 核壳纳米结构，为控制结构和几何形状提供了额外的灵活性。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。提供额外的灵活性来控制架构和几何形状。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。提供额外的灵活性来控制架构和几何形状。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。
更新日期：2021-09-24
中文翻译：
基于 Au@GST 核壳异质纳米结构的可调光响应
对光学响应的主动控制已被广泛研究，这在下一代光子器件中是非常需要的。在这里，我们报告了一种核壳纳米结构与具有活性相变材料的等离子体纳米结构相结合，称为 Au@GST，其中单个 Au 纳米颗粒被孤立的活性 Ge 2 Sb 2 Te 5包裹(GST) 调谐介质作为外壳。我们通过同时控制每个孤立核壳纳米结构内相变壳的尺寸和结晶度来证明对光学响应的主动控制。基于金属纳米结构的种子效应，通过将化学计量的 GST 直接溅射在不同尺寸的 Au 纳米颗粒上来合成异质纳米结构。通过热退火在非晶相和结晶相之间引入 GST 壳相状态，伴随着高光学对比度，可以实现可调光学响应。我们通过定制 GST 壳的光学特性来证明异质纳米结构的可调光学响应（从 570 到 630 nm）。实验结果表明，Au@GST 核壳异质纳米结构的光学响应对纳米颗粒的尺寸（GST 厚度和 Au 直径）表现出高度敏感性。模拟结果与实验吻合较好。这证实了相位状态对光调制的主导作用。此外，这项研究提供了一种单步和无光刻的 3D 打印工艺，有意在大面积内布置混合 Au@GST 核壳纳米结构，为控制结构和几何形状提供了额外的灵活性。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。模拟结果与实验吻合较好。这证实了相位状态对光调制的主导作用。此外，这项研究提供了一种单步和无光刻的 3D 打印工艺，有意在大面积内布置混合 Au@GST 核壳纳米结构，为控制结构和几何形状提供了额外的灵活性。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。模拟结果与实验吻合较好。这证实了相位状态对光调制的主导作用。此外，这项研究提供了一种单步和无光刻的 3D 打印工艺，有意在大面积内布置混合 Au@GST 核壳纳米结构，为控制结构和几何形状提供了额外的灵活性。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。提供额外的灵活性来控制架构和几何形状。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。提供额外的灵活性来控制架构和几何形状。这种 Au@GST 核壳异质纳米结构具有主动控制纳米光子器件的潜力，例如超分辨率成像和可编程超表面。
京公网安备 11010802027423号