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深圳先进院在半导体表面增强拉曼散射基底研究方面

时间:2019-08-13 17:12来源:未知 作者:admin 点击:

  8月7日,中国迷信院深圳先进技术钻研院资料所光子信息与动力资料钻研中心杨春雷团队在半导体SERS基底钻研方面获得新停顿,相干效果以Tunable 3D light trapping architectures based on self-assembled SnSe2 nanoplate arrays for ultrasensitive SERS detection(《基于自组装二硒化锡纳米片阵列的可调陷光构造使用于超灵活SERS检测》)为题宣布在光电磁性能资料期刊Journal of Materials Chemistry C(2019,DOI: 10.1039/C9TC03715B)上。该文章同时被选为2019 Journal of Materials Chemistry C HOT Papers。硕士生李威威和熊磊为论文独特第一作者,通信作者为副钻研员李光元、陈明及钻研员杨春雷。

  外表加强拉曼散射(SERS)以其超高的灵活度和无损检测的特点,曾经在物理、化学、生物学、医学等畛域展示了微小的使用后劲。目前,传统的SERS基底依然是金、银、铜等宝贵金属资料,但是制造老本高、进程复杂,而且反复性和生物相容性差。

  为了克服这些局限性,基于半导体资料的SERS活性基底以其低老本、良好的生物相容性和高稳固性而遭到越来越多的关注。但是,与贵金属SERS基底相比,半导体资料SERS基底的加强因子(源于电荷转移机制)绝对较弱,有余以用于分子检测,从而障碍了其实际使用。

  采纳具备光捕捉构造的半导体资料作为SERS 活性基底已惹起越来越多的关注,其中光的屡次反射和散射能够进步加强因子。但是,这些半导体SERS活性基底的制备通常需求复杂的工艺,并且这些办法通常招致不平均和别离的颗粒/薄片,这难以满足实际使用中高功能和牢靠性的需要。在这里,钻研团队证实经过自组装成长的SnSe2纳米片阵列(NPAs)能够作为平均、高功能和牢靠的SERS基底。SnSe2 NPAs构成的微腔阵列能够无效地捕捉光(最高可达96%),从而改善加强因子。得益于电荷转移进程和加强的光捕捉才能的协同效应,基于SnSe2 NPAs的SERS基底展现出超低检测极限(1×10-12 M)、高加强因子(1.33×106)和极好的平均性(绝对规范偏差降至7.7%),达到甚至超越传统金属SERS基底的功能,是目前报道的具备最高灵活度之一的半导体SERS基底。此外,文章还零碎地钻研了不同SnSe2纳米片构成的空间构造(立体与腔体)、SnSe2 NPAs的高度和歪斜角度对SERS功能的影响,钻研发现其SERS功能激烈依赖于光捕捉才能和排汇损耗。相干钻研后果不只提供了取得可调谐、平均和高功能SERS基底的无效战略,而且关于设计3D光捕捉架构具备重要的指点意义。

  该钻研失去国度天然迷信基金委和深圳市根底钻研规划名目等的赞助支持。

  论文链接

深圳先进院在半导体表面增强拉曼散射基底研究方面取得进展

图1 基于自组装SnSe2纳米片阵列的可调谐陷光构造,光捕捉才能最高可达96%。

(责任编辑:小惠)
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