בדיקה של הגבולות של שיפור plasmonic באמצעות בדיקה דו מימדי גביש אטומי

Anonim

קבוצת מחקר בראשות Shunping ג'אנג ו Hongxing שו באוניברסיטת ווהאן, סין, פיתחה טכניקה כמותית SERS לחקור את השדות plasmonic מקסימלית לפני אפקטים כגון מנהור אלקטרונים להיות דומיננטי. החוקרים פנו למוליבדן דיסולפיד (MoS 2) - שכבה אטומית דו-ממדית של גרפן, כדי לכוון את המרחק בין חלקיקי זהב לסרט זהב חלק.

פלסמוניק שיפור שדה הוא אבן הפינה של מגוון רחב של יישומים, כולל משטח משופר ספקטרוסקופיה, חישה, אופטיקה לא ליניארית, וקציר האור. שדות plasmonic אינטנסיבי בדרך כלל מופיעים בתוך פערים צרים בין ננו מתכתי סמוכים, במיוחד כאשר ההפרדה יורדת בקנה מידה subnanometer. עם זאת, בדיקה ניסויית השדות plasmonic בנפח זעיר כזה עדיין מאתגר את ננופבריקציה וטכניקות זיהוי.

מדידת משטח ראמאן (SERS) אותות ממדידה בתוך אזור nanogap היא דרך מבטיחה לעשות זאת, אך השיטה עדיין עומדת בפני מספר נושאים בלתי ניתנים לניתוח: (i) כיצד ליצור פער תת-סנטימטר בעל רוחב-רוחב עם הגדרה מוגדרת היטב גיאומטריה, (ii) כיצד להכניס את nanoprobe לתוך פער צר כזה, וחשוב יותר, (iii) כיצד לשלוט על היישור של בדיקה לגבי רכיב השדה plasmonic החזקים ביותר. מה עוד, לייזר עירור צריך להתאים עם תהודות plasmonic באורך גל ו קיטוב עבור שיפור plasmonic מקסימלית. דרישות אלה קשה לספק בעת ובעונה אחת SERS המסורתית באמצעות מולקולות כמו בדיקה.

כדי להתגבר על כל המגבלות הללו, קבוצת מחקר בראשות Shunping זאנג ו Hongxing שו באוניברסיטת ווהאן, סין, פיתחה טכניקה כמותית SERS לחקור את השדות plasmonic מקסימלית לפני אפקטים כגון מנהור אלקטרונים להיות דומיננטי. החוקרים פנו למוליבדן דיסולפיד (MoS 2), שכבה אטומית דו-מימדית של גרפן, כדי לכוון את המרחק בין ננו-חלקיקים זהב לסרט זהב חלק. בפעם הראשונה, את plasmonic ליד שדה רכיבים בכיוונים אנכיים ואופקיים בתוך nanocavities פלסמונית עבה אטום נמדדו כמותית באמצעות פתיתים זעירים של גבישים אטומיים דו מימדיים כמו בדיקות.

בתצורה שלהם, החוקרים יכולים להבטיח כי בדיקה מלא בפער יש כיוון מוגדר היטב הסריג כך רטט הסריג מיושרים בדיוק עם רכיבי השדה plasmonic. בדיקות סריג אלה חופשיים הלבנה או מולקולה אופטי (ב / מחוץ לנקודה חמה) כמו בניסויים מסורתיים SERS. הם השיגו את החילוץ הכמותי של שדות פלסמוניים בננוגאפ על ידי מדידת עוצמת ה- SERS ממצבי הפונון של המטוס והמטוס של ה- MoS 2.

החוסן של גביש אטומי דו-ממדי כמו בדיקות SERS מקדם את SERS להיות כלי אנליטי כמותי במקום כלי איכותי ברוב היישומים הקודמים. כמו כן, עיצובים ייחודיים אלה יכולים לספק מדריך חשוב להבנה נוספת של השפעות מכאניות קוונטיות כמו גם אינטראקציות פלסוניות משופרות של פוטון-פון וקידום יישומים חדשים רלוונטיים, כגון plasmonics קוונטיים ואופטומכניקה של nanogap.

menu
menu