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原位光譜檢測是一種用于研究物質(zhì)的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的技術(shù)。它通過測量物質(zhì)在其自然狀態(tài)下的光譜特性來獲取信息。為精確控制不同基底上金屬薄膜的形貌和圖案，過去幾十年間發(fā)展了多種納米加工技術(shù)，但用于制造金屬薄膜的光刻技術(shù)通常需要昂貴的設(shè)施，且涉及多個復(fù)雜步驟。
納米晶體自組裝模仿原子生長成晶體的過程，為操縱各種基材上金屬薄膜的圖案和形態(tài)提供了理想方法。然而，相對于器件應(yīng)用的單個納米晶體尺寸，長距離制造有序超晶格仍然具有挑戰(zhàn)性。
華東理工大學(xué)機械與動力工程學(xué)院張博威團隊為了解決上述科學(xué)問題，利用高度有序的菱形金納米立方體超晶格(GNSs)作為表面增強紅外吸收光譜(SEIRAS)的襯底，其SEIRA效應(yīng)顯著增強，且可以通過操縱GNSs的隨機性進行控制。
他們還利用時域有限差分仿真證實電磁效應(yīng)是GNSs頻譜振動顯著改善的原因。原位SEIRAS也驗證了，相比于在酸性和中性電解質(zhì)中化學(xué)沉積的傳統(tǒng)金膜，使用GNSs作為襯底的Cu2O表面CO的振動有顯著增強。結(jié)合同位素標記實驗，揭示了GNSs底物在Cu基催化劑上CO電還原C-C耦合的反應(yīng)機理。
這項工作為揭示可再生能源應(yīng)用中表面介導(dǎo)電化學(xué)反應(yīng)的機理提供了一種高靈敏度和可重復(fù)性的新方法，并探明了CO還原反應(yīng)中C-C偶聯(lián)中間物種，對化學(xué)傳感及單原子催化反應(yīng)表征等具有重要意義。相關(guān)研究發(fā)表于《自然—通訊》。
