ЗАВИСИМОСТЬ СИГНАЛА ГИГАНТСКОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА ОТ ФОРМЫ СЕРЕБРЯНЫХ НАНОСТРУКТУР, ВЫРАЩЕННЫХ В ПОРАХ SiO2 /n-Si-ШАБЛОНА


DOI: http://dx.doi.org/10.21122/2220-9506-2017-8-3-228-235

Полный текст:


Аннотация

Гигантское комбинационное рассеяние, усиленное поверхностью, является мощным методом, применяемым в хемои биосенсорике. Целью данной работы являлось определение взаимосвязи сигнала гигантского комбинационного рассеяния света с формой серебряных наноструктур при воздействии лазерного излучения с различной мощностью.

Плазмонные наноструктуры синтезировались в порах диоксида кремния на подложке монокристаллического кремния n-типа, в котором поры формировались с использованием ионно-трековой технологии и селективного химического травления. Синтез серебра проводился методом безэлектродного осаждения. В качестве параметра, позволяющего управлять формой серебряного осадка в порах диоксида кремния на поверхности монокристаллического n-кремния при безэлектродном осаждении, выбрано время синтеза, которое непосредственно влияет на степень разрастания металлических наноструктур.

 Анализ динамики изменения морфологии металлического осадка показал, что при увеличении времени осаждения металл эволюционирует от отдельных металлических кристаллитов внутри пор при малых временах осаждения до дендритоподобных наноструктур при больших временах. Изучена зависимость интенсивности спектров гигантского комбинационного рассеяния света от формы серебряного осадка при мощностях зеленого лазера (λ = 532 нм) от 2,5 до 150 мкВт на модельном аналите Родамин 6Ж. Проведен анализ оптимальной формы серебряного осадка и мощности лазера с точки зрения последующего конструирования активных поверхностей для гигантского комбинационного рассеяния света при неразрушающем контроле малых концентраций веществ.

Полученные серебряные наноструктуры в порах шаблона SiO2 на кремниевой подложке n-типа могут использоваться в качестве плазмонно-активных поверхностей при неразрушающем исследовании низких концентраций веществ на малых мощностях лазера.


Об авторах

Д. В. Якимчук
Научно-практический центр по материаловедению НАН Беларуси
Беларусь

Адрес для переписки: Якимчук Д.В. – НПЦ НАН Беларуси по материаловедению, ул. П. Бровки, 19, г. Минск 220072,   e-mail: dim2yakim@gmail.com



Е. Ю. Канюков
Научно-практический центр по материаловедению НАН Беларуси
Беларусь


С. Е. Демьянов
Научно-практический центр по материаловедению НАН Беларуси
Беларусь


В. Д. Бундюкова
Научно-практический центр по материаловедению НАН Беларуси
Беларусь


А. В. Дейнак
Брестский государственный университет имени А.С. Пушкина
Беларусь


И. И. Макоед
Брестский государственный университет имени А.С. Пушкина
Беларусь


Г. М. Арзуманян
Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет «Дубна»
Россия


Н. В. Дорошкевич
Объединенный институт ядерных исследований
Россия


К. З. Маматкулов
Объединенный институт ядерных исследований
Россия


В. Сиваков
Институт фотонных технологий имени Лейбница
Германия


Список литературы

1. Wei, H. Hot spots in different metal nanostructures for plasmon-enhanced Raman spectroscopy / H. Wei, H. Xu // Nanoscale. – 2013. – Vol. 5, no. 207890. – Р. 10794–805.

2. Su, K.H. Interparticle coupling effects on plasmon resonances of nanogold particles / Su K.H. [et al.] // Nano Lett. – 2003. – Vol. 3, no. 8. – Р. 1087–1090.

3. Kim, K. Surface-Enhanced Raman Scattering: A Powerful Tool for Chemical Identification / K. Kim, K.S. Shin // Anal. Sci. – 2011. – Vol. 27, no. 8. – P. 775.

4. Kneipp, K. Surface-enhanced raman scattering / K. Kneipp // Phys. Today. – 2007. – Vol. 60, no. 11. – P. 40–46.

5. Santoro, G. Silver substrates for surface enhanced Raman scattering: Correlation between nanostructure and Raman scattering enhancement / G. Santoro [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2014. – Vol. 104, no. 24. – P. 243107.

6. Wang, A. Review of Recent Progress of Plasmonic Materials and Nano-Structures for SurfaceEnhanced Raman Scattering / A. Wang, X. Kong // Materials (Basel). – 2015. – Vol. 8, no. 6. – P. 3024– 3052.

7. Xia, Y. Plasmons: Why Should We Care? / Y. Xia, D.J. Campbell // J. Chem. Educ. – 2007. – Vol. 84, no. 1. – P. 91.

8. Sharma, B. SERS: Materials, applications, and the future / B. Sharma [et al.] // Mater. Today. – 2012. – Vol. 15, no. 1–2. – P. 16–25.

9. Хлебцов, Н.Г. Оптика и биофотоника наночастиц с плазмонным резонансом / Н.Г. Хлебцов // Квантовая электроника. – 2008. – Вып. 38, № 6. – С. 504–529.

10. Kumari, G. How Far Can We Probe by SERS? / G. Kumari [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2015. – Vol. 119, no. 34. – P. 20057–20064.

11. Kaniukov, E. Growth mechanisms of spatially separated copper dendrites in pores of a SiO2 template / E. Kaniukov [et al.] // Philos. Mag. – 2017. – Vol. 6435. – P. 1–16.

12. Kaniukov, E.Y. Electrochemically deposited copper nanotubes / E.Y. Kaniukov [et al.] // J. Surf. Investig. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. – 2017. – Vol. 11, no. 1. – P. 270–275.

13. Demyanov, S.E. On the morphology of Si/SiO2 / Ni nanostructures with swift heavy ion tracks in silicon oxide / S.E. Demyanov [et al.] // J. Surf. Investig. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. – 2014. – Vol. 8, no. 4. – P. 805–813.

14. Fei Chan, Y. Ag dendritic nanostructures as ultrastable substrates for surface-enhanced Raman scattering / Y. Fei Chan [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2013. – Vol. 102, no. 18. –P. 183118.

15. Ye, W. Controllable growth of silver nanostructures by a simple replacement reaction and their SERS studies / W. Ye [et al.] // Solid State Sci. – 2009. – Vol. 11, no. 6. – P. 1088–1093.

16. Qiu, T. Silver fractal networks for surface-enhanced Raman scattering substrates / T. Qiu [et al.] // Appl. Surf. Sci. – 2008. – Vol. 254, no. 17. – P. 5399–5402.

17. Kaniukov, E.Y. Tunable nanoporous silicon oxide templates by swift heavy ion tracks technology / E.Y. Kaniukov [et al.] // Nanotechnology. – 2016. – Vol. 27, no. 11. – P. 115305.

18. Kho, K.W. Clinical SERS: are we there yet? / K.W. Kho [et al.] // J. Biophotonics. – 2011. – Vol. 4, no. 10. – P. 667–684.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Якимчук Д.В., Канюков Е.Ю., Демьянов С.Е., Бундюкова В.Д., Дейнак А.В., Макоед И.И., Арзуманян Г.М., Дорошкевич Н.В., Маматкулов К.З., Сиваков В. ЗАВИСИМОСТЬ СИГНАЛА ГИГАНТСКОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА ОТ ФОРМЫ СЕРЕБРЯНЫХ НАНОСТРУКТУР, ВЫРАЩЕННЫХ В ПОРАХ SiO2 /n-Si-ШАБЛОНА. Приборы и методы измерений. 2017;8(3):228-235. DOI:10.21122/2220-9506-2017-8-3-228-235

For citation: Yakimchuk D.V., Kaniukov E.Y., Demyanov S.E., Bundyukova V.D., Dzeinak A.V., Makoed I.I., Arzumanyan G.M., Doroshkevich N.V., Mamatkulov K.Z., Sivakov V. DEPENDENCE OF THE SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING SIGNAL ON THE SHAPE OF SILVER NANOSTRUCTURES GROWN IN THE SiO2 /n-Si POROUS TEMPLATE. Devices and Methods of Measurements. 2017;8(3):228-235. (In Russ.) DOI:10.21122/2220-9506-2017-8-3-228-235

Просмотров: 25

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)