論文の概要: The chemical effect goes resonant -- a full quantum mechanical approach
on TERS
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.11065v1
- Date: Mon, 21 Jun 2021 12:53:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 23:14:45.778249
- Title: The chemical effect goes resonant -- a full quantum mechanical approach
on TERS
- Title(参考訳): 化学効果は共鳴する -- TERSの完全な量子力学的アプローチ
- Authors: Kevin Fiederling, Mostafa Abasifard, Martin Richter, Volker Deckert,
Stefanie Gr\"afe, Stephan Kupfer
- Abstract要約: 先端拡大ラマン散乱(TERS)の予期せぬ高空間分解能の実験的証拠が示されている。
表面固定化スズ(II)フタロシアニン分子はプラズモン先端で微小にスキャンされる分子系であると考えている。
我々の計算手法は、先端と分子間の化学相互作用がTERSスペクトルを著しく変化させることを明らかにしている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Lately, experimental evidence of unexpectedly extremely high spatial
resolution of tip-enhanced Raman scattering (TERS) has been demonstrated.
Theoretically, two different contributions are discussed: an electromagnetic
effect, leading to a spatially confined near field due to plasmonic
excitations; and the so-called chemical effect originating from the locally
modified electronic structure of the molecule due to the close proximity of the
plasmonic system. Most of the theoretical efforts have concentrated on the
electromagnetic contribution or the chemical effect in case of non-resonant
excitation. In this work, we present a fully quantum mechanical description
including non-resonant and resonant chemical contributions as well as
charge-transfer phenomena of these molecular-plasmonic hybrid system at the
density functional and the time-dependent density functional level of theory.
We consider a surface-immobilized tin(II) phthalocyanine molecule as the
molecular system, which is minutely scanned by a plasmonic tip, modeled by a
single silver atom. These different relative positions of the Ag atom to the
molecule lead to pronounced alterations of the Raman spectra. These Raman
spectra vary substantially, both in peak positions and several orders of
magnitude in the intensity patterns under non-resonant and resonant conditions,
and also, depending on, which electronic states are addressed. Our
computational approach reveals that unique - non-resonant and resonant -
chemical interactions among the tip and the molecule significantly alter the
TERS spectra and are mainly responsible for the high, possibly sub-Angstrom
spatial resolution.
- Abstract(参考訳): 近年,先進ラマン散乱(TERS)の予想外の超高空間分解能の実験的証拠が実証されている。
理論的には、電磁効果、プラズモニック励起による空間的に閉じ込められた近接場、およびプラズモニック系の近接により分子の局所修飾された電子構造に由来するいわゆる化学効果の2つの異なる寄与が議論されている。
理論的な取り組みのほとんどは、非共鳴励起の場合の電磁的寄与や化学効果に集中している。
本研究は, 密度汎関数および時間依存性密度汎関数レベルでの分子-プラズモンハイブリッド系の電荷移動現象と同様に, 非共鳴および共鳴化学寄与を含む完全量子力学的記述を示す。
表面固定化スズ(II)フタロシアニン分子を1つの銀原子でモデル化したプラズモン先端で微小に走査される分子系とみなす。
これらのAg原子と分子の異なる相対的な位置は、ラマンスペクトルの顕著な変化をもたらす。
これらのラマンスペクトルは、非共鳴および共鳴条件下での強度パターンのピーク位置と数桁の等級の両方で大きく変化し、また、どの電子状態が対応するかによっても異なる。
我々の計算手法は、先端と分子間の特異な非共鳴および共鳴化学相互作用がTERSスペクトルを著しく変化させ、主にアングストロム下空間分解能の高次化に寄与していることを明らかにする。
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