Een groep wetenschappers die werkt aan oppervlakteversterkte Raman-spectroscopie (SERS) heeft een nanoliniaal gemaakt om inzicht te geven in de longitudinale plasmonische velden in nanoholtes, volgens onderzoek gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society .

SERS is een zeer gevoelige en krachtige spectrale analysetechniek die op verschillende gebieden kan worden toegepast. In tegenstelling tot zwakke Raman-verstrooiing, bereikt SERS een dramatisch verbeterd Raman-signaal van maximaal 10 ^10–15 , waardoor de analyse van afzonderlijke moleculen mogelijk is.

"Hoe we de technologie ontwikkelen, hangt voor een groot deel af van wat we weten over plasmonische velden. In de experimenten zagen we een ongelijke verdeling in het plasmonische veld op nanoschaal. Maar het ontbreekt aan theoretische en experimentele ondersteuning. Dus we besloten om het uit te zoeken", zegt Yang Liangbao, die het team leidt van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academy of Sciences.

"Krachtige hulpmiddelen zijn nodig", zei Yang. Aan het begin van het onderzoek moesten Yang en zijn team een ​​manier vinden om de exploratie van het plasmonveld te meten. "Dus hebben we de nanoliniaal ontworpen en gefabriceerd om ernaar te kijken met een hoge ruimtelijke resolutie."

Ze maakten een unieke nanoliniaal met een ruimtelijke resolutie van ongeveer 7 x 10 ^-10 m, wat eigenlijk een plasmonische nanoholte was, gefabriceerd door ultragladde goudfilms en enkele gouden nanodeeltjes te combineren.

Daarnaast ontwierpen ze een speciale en innovatieve structuur, de spacer layer, een vijflaags tweedimensionaal atomair kristal, waarin ze een monolaag van WS₂ inbrachten. als een SERS-sonde en de resterende vier lagen van WS₂ als referentielagen.

Dit speciale ontwerp genereerde een voldoende sterke kwantitatieve SERS-intensiteit, die in staat was om de longitudinale plasmonische veldverdeling kwantitatief en direct te detecteren.

Naast de fabricage en directe experimenten, heeft het team hun onderzoek aangevuld en gevalideerd met theoretische afleidingen, berekeningen en spectrale metingen. Hun resultaten laten zien dat het longitudinale plasmonveld in een individuele nanoholte heterogeen is verdeeld met een onverwacht grote intensiteitsgradiënt. + Verder verkennen

De grenzen van plasmonische versterking onderzoeken met behulp van een tweedimensionale atomaire kristalsonde