Aluminum for Near Infrared Plasmonics: Amplified Up‐Conversion Photoluminescence from Core–Shell Nanoparticles on Periodic Lattices
Our work, in collaboration with AIST and NIMS is published in Advanced Optical Materials. / アルミニウムナノ粒子アレイを用いた100倍を超えるアップコンバージョン発光の強度増強に関する研究成果がAdvanced Optical Materialas誌に掲載されました。Congratulations, Gao kun!
Aluminum (Al) is known as a plasmonic material effective in a wide frequency range up to the ultraviolet, while its plasmonic properties in the near infrared region have been less explored. In this study, up‐conversion (UC) photoluminescence is amplified by using an Al nanostructure to demonstrate that Al is a useful plasmonic material in the near infrared region as well. A periodic lattice of Al nanocylinders is selected as a plasmonic nanostructure, where the size of nanocylinder and the period of the lattice are tuned to match both the localized surface plasmon resonance and in‐plane diffraction to the absorption wavelength (λ = 980 nm) for the UC process. Core–shell‐type UC nanoparticles (NPs) are designed to suppress the energy transfer from NPs to Al cylinders which reduces the UC photoluminescence intensity. The resulting optimized core–shell UCNPs combined with the Al plasmonic lattice leads to over 100‐fold enhancement of UC intensity. The use of Al instead of conventional Au as a plasmonic material is beneficial from the point of view of low cost and abundance of element./ アルミニウム（Al）は、紫外線までの広い周波数範囲で有効なプラズモン材料として知られていますが、近赤外領域でのプラズモン特性はあまり調査されていません。この研究では、アップコンバージョン（UC）フォトルミネッセンスをAlナノ構造を使用して増幅し、Alが近赤外領域でも有用なプラズモン材料であることを示しています。 Alナノシリンダーの周期格子がプラズモンナノ構造として選択され、ナノシリンダーのサイズと格子の周期が、局在表面プラズモン共鳴と面内回折の両方を吸収波長（λ= 980 nm）に一致するように調整しました。 コアシェルタイプのUCナノ粒子（NP）は、NPからAlシリンダーへのエネルギー移動を抑制し、UCのフォトルミネッセンス強度を強化するように設計されています。結果として得られる最適化されたコアシェルUCNPとAlプラズモン格子の組み合わせにより、UC強度が100倍以上向上します。プラズモン材料として従来のAuの代わりにAlを使用することは、低コストと元素の豊富さの観点から有益です。
Aluminum for Near Infrared Plasmonics: Amplified Up‐Conversion Photoluminescence from Core–Shell Nanoparticles on Periodic Lattices Yuan Gao, Shunsuke Murai, Kenji Shinozaki, Satoshi Ishii, Katsuhisa Tanaka https://doi.org/10.1002/adom.202001040