Photo‐Thermal Switching of Individual Plasmonically Activated Spin Crossover Nanoparticle Imaged by Ultrafast Transmission Electron Microscopy

Autor: Ngoc Minh Tran, Yaowei Hu, Cristian Enachescu, Nathalie Daro, Guillaume Chastanet, Marlène Palluel, Matthieu Picher, Stéphane Mornet, Laurentiu Stoleriu, Florian Banhart, Eric Freysz
Přispěvatelé: Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine (LOMA), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Alexandru Ioan Cuza University of Iași [Romania], CNRS, University of Bordeaux, Nouvelle Aquitaine Region and the ANR program (HEROES ANR-17-CE09-0010-01) are acknowledged for fundings. Funding by the EQUIPEX program of the Agence Nationale de Recherche, contract ANR-11-EQPX-0041., ANR-17-CE09-0010,HEROES,Nanomatériaux hybrides pour une commutation photo-thermique contrôlée(2017), ANR-11-EQPX-0041,UTEM,Microscopie électronique ultrarapide en transmission(2011), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Freysz, Eric, Nanomatériaux hybrides pour une commutation photo-thermique contrôlée - - HEROES2017 - ANR-17-CE09-0010 - AAPG2017 - VALID, Microscopie électronique ultrarapide en transmission - - UTEM2011 - ANR-11-EQPX-0041 - EQPX - VALID
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Materials science
Nanoparticle
single nanoparticle detection
ultrafast electron microscopy
timeresolved spectroscopy
02 engineering and technology
010402 general chemistry
01 natural sciences
law.invention
spin crossover
Spin crossover
law
General Materials Science
[CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry
[PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Nanoscopic scale
Plasmon
[CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry
business.industry
Mechanical Engineering
[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
[CHIM.COOR] Chemical Sciences/Coordination chemistry
021001 nanoscience & nanotechnology
Laser
0104 chemical sciences
Characterization (materials science)
nanohybrids
Mechanics of Materials
Optoelectronics
Nanorod
sense organs
Time-resolved spectroscopy
0210 nano-technology
business
[PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Zdroj: Advanced Materials
Advanced Materials, Wiley-VCH Verlag, 2021, 33 (52), 2105586 (10 p.). ⟨10.1002/adma.202105586⟩
Advanced Materials, 2021, 33 (52), 2105586 (10 p.). ⟨10.1002/adma.202105586⟩
ISSN: 0935-9648
1521-4095
DOI: 10.1002/adma.202105586⟩
Popis: International audience; Spin Crossover (SCO) is a promising switching phenomenon when implemented in electronic devices as molecules, thin films or nanoparticles. Among the properties modulated along this phenomenon, optically induced mechanical changes are of tremendous importance as they can work as fast light-induced mechanical switches or allow to investigate and control microstructural strains and fatigability. The development of characterization techniques probing 2 nanoscopic behaviour with high spatio-temporal resolution allows to trigger and visualize such mechanical changes of individual nanoscopic objects. Here we use Ultrafast Transmission Electron Microscopy (UTEM) to precisely probe the length changes of individual switchable nanoparticles induced thermally by nanosecond laser pulses. This allows us to reveal the mechanisms of spin switching, leading to the macroscopic expansion of SCO materials. This study was conducted on individual pure SCO nanoparticles and SCO nanoparticles encapsulating gold nanorods that serve for plasmonic heating under laser pulses. Length changes are compared with time-resolved optical measurements performed on an assembly of these particles.
Databáze: OpenAIRE
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