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等离子体材料广泛应用于显微镜、传感、光学计算和光伏等领域。最常见的等离子体材料是金和银。其他一些材料也表现出类似金属的光学特性，只是在有限的波长范围内表现不佳。
近年来，人们在寻找除贵金属以外的高性能等离子体材料方面做了很多努力。金属氧化物半导体材料具有丰富的光、电、热、磁等可调控性能。氢化处理可以有效地改变其电子结构，达到丰富和可调谐的等离激元效应。如何显著提高金属氧化物材料中固有的低浓度自由载流子是一个挑战。
在《Advanced Materials》上发表的一项研究中，来自中国科学院大学的研究人员，采用电子-质子共掺杂策略，开发了一种具有优异质子共振性能的新型金属类半导体材料。该材料实现了金属类超高自由载流子浓度，从而产生了强大且可调谐的等离激元场。
本研究中，研究人员通过理论计算，开发了一种电子-质子共掺杂策略。他们在温和条件下通过简化的金属酸处理对半导体材料MoO3进行氢化处理，实现了可控的绝缘体到金属的相变，显著提高了金属氧化物材料中的自由载流子浓度。
氢化MoO3材料中的自由电子浓度与贵金属相当。这一特性使得材料的等离子体激元共振响应从近红外区向可见光区移动。材料的等离子体共振响应具有很强的增益性和可调节性。利用超快光谱表征和第一原理模拟，研究人员揭示了掺氢HxMoO3中的准金属能带结构及其质子响应的动力学特征。
为了验证其改性效果，他们在材料上进行了Raman 6G分子的表面增强拉曼光谱（SERS）。结果表明，在浓度低至1×10-9 mol/L时，SERS增强因子高达1.1×107，检测限为1×10-9 mol/L。
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