纳米粒子微消光光谱（MExS）

Emilie Ringe 教授的研究聚焦于光学纳米材料，特别是操控纳米尺度属性如何导致光学性质变化。Ringe 教授进一步解释其工作：“我们目前对等离子体结构非常感兴趣，基本上是金属纳米颗粒，它们可以共振并产生光驱动的电子振荡。只有少数金属能做到这一点，金和传统上使用银，现在我们正在探索镁纳米颗粒。”

“这些金属纳米结构与光相互作用如同天线，我们认为它们是捕获阳光或 NIR 光并将其转化为局部能量的方式，用于阳光驱动催化或光热癌症治疗等应用。”

“理解纳米尺度特征如何影响光学性质的最佳方法之一是进行单颗粒研究。借助正确的照明几何和足够灵敏的探测器，我们可以在暗场中测量单个颗粒的散射。该散射是代表颗粒共振的光谱，我们正在开发技术以使相关单颗粒光谱更容易且统计上更有意义。”

Ringe 教授描述其面临的成像与光谱挑战：“我们用暗场聚光镜照明并收集散射光，这样我们可以一次测量一个衍射极限光斑。然后我们还用电子显微镜取样以查看光谱对应的纳米结构形状、尺寸或成分。对我们的挑战是要有高光谱分辨率，我们有特殊光栅因为我们希望一次覆盖整个可见范围。”

“我们做大量推扫式高光谱光谱，因为我们希望从样品中获取大量颗粒。我们开发了一种称为 MExS 或微消光光谱的高光谱技术，它扫描一行像素而非逐点进行，这大大缩短了采集时间，但我们需要合适的 EMCCD 相机。”

IsoPlane 光谱仪结合 1024×1024 PIXIS CCD 相机和 ProEM EMCCD 相机，凭借高光谱分辨率、高灵敏度和高吞吐量，成为该成像与光谱应用的理想解决方案。

Ringe 教授分享其经验：“我有两台 IsoPlane 光谱仪、三台 PIXIS 光谱相机和一台 ProEM 1k×1k 相机。我们的一台 IsoPlane 和 PIXIS 系统用于涉及自建拉曼光谱的另一应用以跟踪化学反应。我们专门为该应用购置 IsoPlane，可安装高分辨率拉曼光谱所需的光栅类型；对于另一台 IsoPlane，我们希望大光谱范围用于纳米颗粒的 MExS 高光谱测绘，因此 IsoPlane 非常灵活。”

“设置过程绝对出色，LightField 软件使其直观易用。我们可以修改硬件，软件控制始终良好。我们的一些其他软件在处理每叠数据量时可能吃力，但 LightField 不会，这帮助我们将数据转化为有意义的信息。当我们做更改时，LightField 不会出问题，它是非常可靠的软件，仪器就是可靠地工作。”

“IsoPlane 光谱仪显然是顶级仪器，其高吞吐量、高效率和无像散设计无与伦比！我们还有 IntelliCal 用于校准，我们非常喜欢，非常简单。你获得图形用户界面和良好的校准标准，使任何进入我实验室的学生都能使用。”

Elabbadi M., Boukouvala C., Hopper E.R., Asselin J., and Ringe E., (2023) Synthesis of Controllable Cu Shells on Au Nanoparticles with Electrodeposition: A Systematic in Situ Single Particle Study, The Journal of Physical Chemistry C 2023 127 (10), 5044-5053, 10.1021/acs.jpcc.2c08910

Kumar, A., Villarreal, E., Zhang, X. et al. (2018) Micro-Extinction Spectroscopy (MExS): a versatile optical characterization technique. Adv Struct Chem Imag 4, 8. https://doi.org/10.1186/s40679-018-0057-6

Kumar A., Sebastian A., Das S., and Ringe E., (2018) In Situ Optical Tracking of Electroablation in Two-Dimensional Transition-Metal Dichalcogenides, ACS Applied Materials & Interfaces 2018 10 (47), 40773-40780, 10.1021/acsami.8b14585