单纳米颗粒表面增强拉曼散射涨落的高速成像

等离子体激元热点的概念对于解释表面增强拉曼散射（SERS）效应至关重要。尽管人们一般将等离激元热点描述为静态特征，但单分子SERS（SM-SERS）的特征在于信号强度对时间具有依赖性波动。这些波动的起因可以归因于各种动态和复杂的过程，包括分子吸附或解吸，表面扩散，分子重新取向和金属表面重建。由于这些机制中的每一个因素都会导致SERS信号波动，因此探索它们在SM-SERS中的相对影响仍然是一项实验挑战。本文介绍了一种超分辨率成像技术，其捕获速率为每秒800,000帧，以探测来自单个银纳米壳的SM-SERS涨落的时空特征，该技术的空间分辨率约为?7 nm。图像揭示了单个纳米粒子上各个区域的短约10μs的散射事件。其中，即使完全功能化的纳米粒子也有超过98％的时间处于“黑暗”状态。零散的SERS发射表明由金属表面的随机重建驱动的瞬态热点形成机制，该效应在粒子本身的任何等离子共振中占主导地位。本文的结果为研究SM-SERS热点在典型的室温实验条件下的快速动态特性设计了一种高速实验方法，但可能会对催化和传感产生影响。

a）在能够激发单分子的单纳米颗粒中描述SERS热点；b）用DTNB分子的单层完全覆盖纳米颗粒。