Bilden till vänster visar den olika positionen för monolager, WS2 i nanorummet. Grafen till höger illustrerar fördelningen av plasmonfältets intensitet. Kredit:Chen Siyu
En grupp forskare som arbetar med ytförstärkt Raman-spektroskopi (SERS) har gjort en nanoruler för att ge insikt i de longitudinella plasmoniska fälten i nanokaviteter, enligt forskning publicerad i Journal of the American Chemical Society .
SERS är en mycket känslig och kraftfull spektralanalysteknik som är användbar inom olika områden. I motsats till svag Raman-spridning uppnår SERS en dramatiskt förbättrad Raman-signal på upp till 10 10–15 , vilket möjliggör analys av enstaka molekyler.
"Hur vi utvecklar tekniken beror till stor del på vad vi vet om plasmoniska fält. I experimenten observerade vi en ojämn fördelning i plasmonfältet på nanoskala. Men det saknar teoretiskt och experimentellt stöd. Så vi bestämde mig för att ta reda på det, säger Yang Liangbao, som leder teamet vid Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin.
"Kraftfulla verktyg behövs", sa Yang. I början av studien var Yang och hans team tvungna att hitta något sätt att mäta utforskning av plasmoniska fält. "Så vi designade och tillverkade nanorulern för att titta på den i hög rumslig upplösning."
De gjorde en unik nanoruler med en rumslig upplösning på cirka 7 x 10 -10 m, som faktiskt var en plasmonisk nanokavitet tillverkad genom att kombinera ultrasläta guldfilmer och enstaka guldnanopartiklar.
Dessutom designade de en speciell och innovativ struktur, distansskiktet, som är en femlagers tvådimensionell atomkristall, i vilken de infogat ett monolager av WS2 som en SERS-sond och de återstående fyra lagren av WS2 som referenslager.
Denna speciella design genererade en tillräckligt stark kvantitativ SERS-intensitet, som kunde kvantitativt och direkt detektera den longitudinella plasmoniska fältfördelningen.
Förutom tillverkningen och de direkta experimenten kompletterade och validerade teamet sin forskning med teoretiska härledningar, beräkningar och spektralmätningar. Deras resultat visar att det longitudinella plasmoniska fältet i en individuell nanokavitet är heterogent fördelat med en oväntad stor intensitetsgradient. + Utforska vidare
