The Role of Nanocrystal Symmetry in the Crossover Region from Molecular to Metallic Gold Nanoparticles
Julkaisuvuosi
2019
Tekijät
Malola, Sami; Kaappa, Sami; Häkkinen, Hannu
Tiivistelmä
There is a wide-spread interest to design ambient-stable gold nanoparticles with tailored physico-chemical properties for applications in several areas such as plasmonics, nanomedicine, catalysis, biological imaging, sensing, and nanoelectronics. It has been known for a long time that optical response of gold nanoparticles changes drastically in a cross-over region from 150 to 250 gold atoms, from a “molecule-like” to “metallic” behavior, but insufficient knowledge of atomic structures has precluded detailed computational studies on the underlying mechanisms. Here, we analyze the electronic structure and optical and chiroptical properties of recently reported gold nanoparticles of 144, 146, and 246 gold atoms, that are made by wet-chemistry methods and whose structures have been resolved to atomic precision. We demonstrate computationally how re-grouping of the quantum states of valence electrons can affect drastically the optical properties of nanoparticles in the crossover-size region, by either generating a multi-band “molecule-like” or a monotonous “plasmon-like” or “metallic” optical absorption. The lower the symmetry of the gold core, the more “metallic” is the nanoparticle. The underlying mechanism arises from symmetry-sensitive distribution of the electronic levels of the nanoparticle close to Fermi energy.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
123
Numero
33
Sivut
20655-20663
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Kemia
Avainsanat
[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1021/acs.jpcc.9b05863
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä