近日，中国科学院合肥物质科学研究院健康与医疗技术研究所杨良宝 教授课题组 提出了一种基于近邻电子轨道耦合效应的电磁场增强机制(如下图所示)，解释了二维(2D)层状材料Au-2H-TaS 2 用于表面增强拉曼散射(SERS)增强的机理。
该结果发表在 《物理化学快报》杂志上。
二维材料因其作为理想的无金属表面增强拉曼光谱(SERS)基底的潜力而成为分析化学领域的热门话题。然而，与贵金属相比，二维材料由于其主要是化学增强机制，因此具有相对较低的增强因子(通常低于10 3 )。因此，需要进一步研究混合金属纳米粒子二维材料或化学掺杂二维材料体系及其SERS增强机制，以实现高SERS性能。
在这项研究中，团队利用单原子Au团簇嵌入2H-TaS 2 ，相对于母体2H-TaS 2实现了两个数量级的SERS增强效果。
为了准确阐明Au-2H-TaS 2的SERS增强机制， 建立了单原子层Au团簇插层双层2H-TaS 2模型，并提出了一种基于相邻电子轨道耦合效应的创新电磁场增强机制。建议的。通过实验分析和理论计算表明，Au表面的d轨道电子与邻近的2H-TaS 2耦合，增加了局域电子密度，从而产生了较强的局域电磁场。
该团队表示，这项工作为非贵金属化合物的 SERS 增强提供了新的见解，并指导了新型 SERS 基底的开发。
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