基于等离子体腔表面增强拉曼效应的研究

论文摘要

金属离子水滴与液态聚二甲基硅氧烷（PDMS）自发形成的等离子体腔作为一种新型的表面增强拉曼（SERS）基底将等离子体纳米颗粒整合到光学装置中,提高了SERS检测的实用性与可靠性,然而,与其他基底相比,对其最佳生长条件的研究很少。在此,用禁用兽药孔雀石绿（MG）作为探测分子,检验不同生长条件下等离子体腔的特性,包括生长温度和金属离子浓度,以研究等离子体腔的最佳生长条件。金属离子水溶液滴加到互不相容的液态PDMS上时,在表面张力和重力的共同作用下自发形成带开口的球形腔体。同时金属离子扩散到未固化的PDMS中并与残留的Si—H基团反应,金属离子逐渐还原成金属纳米颗粒,并随着PDMS的固化过程在腔体表面逐渐累积,最终形成等离子体腔。其不但能作为角度反射器将入射光限制在腔体中,而且可作为纳米级光子源将吸收的光散射到腔体中,这两个功能共同作用可在基底原本增强作用的基础上进一步提高对MG的拉曼增强效果。较高的生长温度在加快金属离子生长的同时也会加速PDMS的固化,以至于提前结束金属纳米粒子的生长过程。离子浓度越高,形成的金属离子颗粒越大,然而颗粒直径过大,等离子体腔表面的热点数量反而会减少, MG的拉曼增强减弱,因而,必定存在最优化的等离子体腔制备条件使基底对MG的增强效果达到最佳。设置了15, 20, 25和30℃的生长温度以及0.05, 0.5, 5和50μg·mL-1的离子浓度,结果表明,在温度为25℃, 0.5μg·mL-1的生长条件下等离子体腔实现了对MG的最佳拉曼增强。对等离子体腔生长条件的优化,可为提高该类型基底的SERS增强效果,及可重复制备奠定基础。

论文目录

• 引 言
• 1 实验部分
•   1.1 试剂
•   1.2 等离子体腔制备及测试
• 2 结果与讨论
•   2.1 等离子体腔的形态与拉曼增强效果
•   2.2 生长离子浓度SERS性能影响
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张丰丰,陈国庆

关键词: 表面增强拉曼散射,等离子体腔,聚二甲基硅氧烷,孔雀石绿

来源: 光谱学与光谱分析 2019年10期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,环境科学与资源利用

单位: 江南大学理学院,江苏省轻工光电工程技术研究中心

基金: 国家自然科学基金项目(61378037,61178032),科技部重大仪器专项基金项目(2011YQ0301240904)资助

分类号: O657.37;X832

页码: 3109-3114

总页数: 6

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