對比兩種銀納米片薄膜表面增強(qiáng)的拉曼散射光譜

1、 13級化工 黃儀永 學(xué)號：201321132059對比兩種銀納米片薄膜表面增強(qiáng)的拉曼散 射光譜陶金龍，郎彬 徐舒平 潘玲云和徐衛(wèi)清1.超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室，2. 吉林大學(xué)大學(xué)物理，長春130012，中國抽象 不同的銀納米板自組裝薄膜，在不同的激發(fā)波長的表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）光譜下進(jìn)行了公平的比較。形狀在原地從nanoprisms銀轉(zhuǎn)換到幻燈片納米盤。目前認(rèn)為4-巰基吡啶（4-MPY）在這些各向異性的nanoprims銀自組裝膜會強(qiáng)增出現(xiàn)時的激振線路和銀基片的表面等離子體共振（SPR）頻帶重疊的SERS光譜，在這種模式下，對SERS增強(qiáng)銀納米片晶面的影響可以忽略不計，因為，兩種

2、銀納米板的自組裝膜基底面幾乎不變。關(guān)鍵詞Suace增強(qiáng)拉曼散射（SERS）;表面等離子體共振（SPR）;形狀依賴; nanoprism銀; 銀納米盤文章編號1005-9040（2012）-03-488-OS1介紹表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS），其為選擇性和靈敏的分析工具已經(jīng)引起了巨大的關(guān)注，因為在表面科學(xué)，分析化學(xué)和生物科學(xué)其廣泛的潛在應(yīng)用。兩種用于SERS增強(qiáng)效應(yīng)已被廣泛承認(rèn)主要一個是長程電磁（EM）enhance-換貨，基于放大電磁場導(dǎo)致從金屬表面的表面等離子體共振（SPR）。另一種是短程化學(xué)增強(qiáng)，起因于一方面和金屬表面上，另一方面分子之間的電荷轉(zhuǎn)移具有原子級粗糙度。它是交流cepted本地

3、EM場增強(qiáng)負(fù)責(zé)SERS輻照波長的重大改進(jìn)與SPR最大的SERS襯底能夠帶來最大的EM場增強(qiáng)許多金屬材料具有獨(dú)特的SPR屬性諧振已發(fā)展到利用它們的SERS增強(qiáng)，如，電化學(xué)粗糙電極金屬膠體自組裝單層金屬島薄膜和納米球lithogra-PHY形成納米結(jié)構(gòu)其中，貴金屬納米顆粒已經(jīng)被廣泛地用作SERS基底多年貴金屬納米顆粒的形貌對SERS襯底的活性有很大影響。納米合成技術(shù)的進(jìn)步提供了更多更適用的金屬納米粒子作為SERS基底。研究了SERS活性的三種銀襯底（納米線，三角形納米片和quasispherical納米顆粒）以羅丹明B為探針。他們表明，無論是形態(tài)和銀納米粒子的拉曼增強(qiáng)和顯著影響晶面，晶面是更多的貢

4、獻(xiàn)。雷等人評估涉及納米銀納米銀形狀SERS，非共振條件下的三角形納米棱柱和納米棒。他們的研究結(jié)果證實，化學(xué)增強(qiáng)了SERS增強(qiáng)除了EM增強(qiáng)了非常重要的作用。張某等人還比較了銀納米結(jié)構(gòu)的SERS增強(qiáng)不同形狀。這是顯示銀納米立方體，尖角和邊緣銀雙錐，和aggregated silver nanoparticles possessed better SERS properties than silver nanowires did聚集的銀納米顆粒比銀納米線具有較好的SERS性能。各向異性金屬納米粒子SERS增強(qiáng)取決于許多因素，包括形狀，大小和聚集程度，這是復(fù)雜的，在大多數(shù)情況下，還要比較增強(qiáng)能力的差異

5、，它是開發(fā)一個簡單的策略來探討金屬納米粒子的SERS性能顯著，去除其他因素交織。在這里，基于物理增強(qiáng)SERS機(jī)制是由不同形狀的銀納米片組裝襯底制造的影響。這些組裝的銀納米三棱原位轉(zhuǎn)化為銀納米盤。他們表現(xiàn)出的特征共振性質(zhì)不同的激發(fā)線下。探針分子的SERS信號從銀三角片和納米盤記錄。SPR的銀納米粒子的SERS活性的影響進(jìn)行了詳細(xì)的討論。2 實驗2.1材料硝酸銀（99.8%）購自上海一號Reagent Plant(China). Trisodium citrate was purchased from試劑廠（中國）。檸檬酸鈉是購自Beijing Chemical Reagent Plant(Chi

6、na). NaBH4(96.0%) was北京化學(xué)試劑廠（中國）。硼氫化鈉（96%）是purchased from Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.從國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司購買(China). Poly(diallydimethylammonium chloride)(PDDA（中國）。聚（二甲基二烯丙基氯化銨）（PDDA，MW =200000-350000) and 4-mercaptopyridine(4-MPY) were pur-200000-350000）和4-巰基吡啶（4-MPY）是從西格瑪奧德里奇購買。所有其他試劑均為分析純，作為接收。純

7、凈水（1.25升裝）是在自杭州娃哈哈的公司購買（中國）。2.2 儀器 海洋光學(xué)儀器USB4000得到消光光譜。拉曼光譜在514.5 nm的激發(fā)與Horiba Jobin Yvon t64000系統(tǒng)獲得。從一個20兆瓦的氬離子激光514.5 nm線（光譜物理模型2017）作為激發(fā)光源，激光功率為5 mW。拉曼光譜在785 nm的激發(fā)與BAC 100-785q拉曼探針和BTC 112e CCD光譜儀獲取。從brm-785激光作為激發(fā)光源和激光功率785納米線為117兆瓦。在514.5和785 nm波長的激發(fā)下，數(shù)據(jù)采集涉及10的積累檢測。透射電子顯微鏡（TEM）在200 kV運(yùn)行hitachih-

8、800測量圖像。滴一滴納米銀膠體上的碳包銅網(wǎng)格和干燥的空氣在室溫制備TEM分析樣品temperature. Scanning electron microscopy(SEM)images were obtained with a Philips XL30 ESEM-FEG operated at 15.0 kV溫度。掃描電子顯微鏡（SEM）和飛利浦型esem-feg操作15 kV圖像。2.3 銀襯底的制備通過光照射種子生長的方法制備納米銀?？傊ㄟ^滴加硼氫化鈉溶液制備銀種子（8 mmol/L，2毫升）以及水溶液（0.2 mmol/L，100毫升）在檸檬酸鈉的存在下（0.4 mmol/L）劇烈

9、攪拌。然后，黃銀種子在70-w鈉燈下照射7 h得到棱柱形銀納米片。SERS基底的制備工藝如方案1中所示。我們通過層疊的方法聚集銀納米在三棱的石英片上。石英玻璃是由煮沸的3:7（體積比）組成的Piranha混合溶液清洗30分鐘，冷卻后收集hzsoq和30% hzoz混合物，石英玻片反復(fù)用純化水沖洗，然后沉浸在0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的PDDA溶液120分鐘，最后用pdda 水提供石英載玻片上的正電荷。PDDA改性石英玻片浸入銀nanoprism膠體（0.0001mol/LAG）12小時銀納米三棱吸附在石英片上通過靜電相互作用。方案1實驗過程的銀納米顆粒組裝和轉(zhuǎn)換過程從銀納米三角納米盤加熱條件下 通過

10、在水中的銀納米三棱就地轉(zhuǎn)化熱處理制備了銀納米盤的幻燈片，這已在我們以前的出版物報道。銀納米顆粒組裝的石英玻璃加熱到95度 60分鐘，在水浴中最初的銀納米顆粒的溶液。然后銀三角片和銀納米盤上的幻燈片沉浸在0.0001mol/l 4-MPY水溶液40分鐘，再用清水洗凈后除去物理吸附分子的表面增強(qiáng)拉曼光譜檢測。2.3 結(jié)果與討論 通過光照射的種子生長法合成了納米銀。TEM圖像圖（a）表明，銀納米粒子是棱柱形的伴隨著許多小銀納米粒子。加熱可以將溶液中的銀納米三棱到銀納米盤圖（b），這已經(jīng)說明。在最近的研究中，。相比的銀納米三棱的非線性光學(xué)性質(zhì)和nanodisksby飛秒Z掃描系統(tǒng)在波長800 nm處的

11、棱鏡具有正面和負(fù)面的非線性吸收但盤只顯示正的非線性吸收過程。 圖1 銀納米三棱的 TEM圖像（a）和（b）納米盤 圖2（a）顯示固定在滑動的銀納米三棱的掃描電鏡圖像?？梢钥闯?，并不是所有的銀納米粒子的納米棱柱。形狀的銀納米三棱稍微改變組裝時因為少量的穩(wěn)定劑（檸檬酸）是用于反應(yīng)系統(tǒng)。銀柱顯示在722 nm處的消光帶（圖3曲線），表現(xiàn)出一個藍(lán)色的顏色。這個滅絕帶的建議是歸因于面內(nèi)偶極等離子體共振模式利 。雖然銀nanoprism顯示解決方案由于其各向異性的幾種等離子體共振帶，銀納米顆粒只提出了一個主要的共振峰。這是因為所有的銀納米三棱斷然組裝在一個幻燈片，只有平面等離子體共振是能夠被光垂直激發(fā)到幻

12、燈片。銀納米三棱原位轉(zhuǎn)化為銀納米盤圖（b）。加熱后的納米銀藍(lán)移至469 nm波段的消光（圖3曲線B），這是由于在形狀和尺寸的銀納米片的變化。 圖2 SEM照片（a）和納米銀三角片（B）組裝在石英片 圖3銀納米顆粒的消光光譜（a）和（b）組裝膜的形成 一個典型的探針分子，行為選擇研究兩種銀納米粒子的SERS活性。不同的激發(fā)線下首先得到4-MPY粉的正常拉曼光譜（514.5和785 nm，圖4）。fig.s（a）和（b）顯示的表面增強(qiáng)拉曼光譜吸附在銀納米三棱和銀行為在514.5和785nm激發(fā)線盤。從銀納米盤的SERS信號比銀納米三棱514.5 nm激發(fā)下 fig.s強(qiáng)（一）。然而，785 nm激

13、光激發(fā)下，銀納米柱具有較高的SERS活性比銀納米盤 fig.s（b）?？梢宰⒁獾?，不同基底的SERS信號顯著不同。在圖4中1104/厘米轉(zhuǎn)移到1096/厘米是這個樂隊表現(xiàn)出顯著的增強(qiáng)帶。樂隊被分配到所謂的x-sensitive模式。由于改變了C-S鍵的環(huán)耦合振動光譜的變化。此外，在1580和1609個/厘米514.5 nm激發(fā)的SERS光譜不同于785 nm情況下激發(fā)的兩個強(qiáng)峰。這兩個峰（1580和1609個/厘米）是由于去質(zhì)子化，質(zhì)子化氮4-MPY環(huán)拉伸模式，在目前的研究中，在1580和1609/厘米有1條幾乎相等的強(qiáng)度曲線A和B（一）。然而，樂隊在1609、厘米的強(qiáng)度隨激發(fā)波長為785 n

14、m線采用曲線A和B（B）。據(jù)報道，此前，在1580和1609個/厘米的銀的pH值引起的表面增強(qiáng)拉曼光譜強(qiáng)度的變化納米粒子的解決方案。然而，銀納米粒子被組裝在幻燈片和SERS襯底的環(huán)境并不是這項工作的變化。所以峰值強(qiáng)度的差異是由于我們使用不同的激發(fā)波長。圖4正常拉曼光譜4-MPY粉514.5（a）和（b）785 nm激發(fā)線下圖5 SERS 4-MPY吸附在納米（a)和納米盤(b)的譜條(A) 激發(fā)線：514.5 nm；激光功率：5兆瓦；積分時間：10秒(B)激發(fā)線：785 nm；激光功率：117兆瓦；積分時間：10秒圖6顯示的是拉曼散射峰強(qiáng)度的比較在1096和1580/厘米的銀三角片和不同的激發(fā)

15、線下的納米盤。納米顆粒形成的強(qiáng)度比514.5 nm激發(fā)下分別為0.430和0.433 1096和1580/厘米波段，在785 nm激發(fā)下他們分別改為2和2.875，。結(jié)果表明，當(dāng)基板是棱鏡盤時，兩SERS光譜在514.5 nm激發(fā)下，SERS基底的增強(qiáng)具有相同的貢獻(xiàn)，但不同的貢獻(xiàn)在785 nm激發(fā)下。在兩種SERS基底的SPR光譜圖的考慮，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前高SERS活性的銀納米片在最大的SPR波段接近激發(fā)波長。結(jié)果表明，表面增強(qiáng)拉曼散射的電磁機(jī)構(gòu)在本案中起了重要的作用，這與文獻(xiàn)報道一致。圖6比較不同激光波長下激發(fā)SERS強(qiáng)度對納米銀和納米盤行為 銀納米顆粒和納米盤面。納米銀面占主導(dǎo)地位當(dāng)由銀納米片

16、組裝的幻燈片時。側(cè)面的銀納米片的左。銀納米片垂直于入射光的飛機(jī)將占主導(dǎo)地位，SERS增強(qiáng)效應(yīng)，當(dāng)激發(fā)激光照射這些SERS基底。側(cè)面平行入射光相對較少暴露。在調(diào)查中指對SERS銀納米粒子的形貌的影響，他們認(rèn)為，晶面具有較高的自由能，適合與有機(jī)分子的相互作用，可以通過化學(xué)作用增強(qiáng)拉曼信號。在目前的研究中，銀納米粒子（納米顆粒和納米盤）都斷然組裝在幻燈片和納米銀的飛機(jī)主要是揭露與探針分子的相互作用?；久嫱ㄟ^加熱形狀轉(zhuǎn)換期間沒有變化。所以，晶面的影響可以忽略。 銀納米粒子的SPR是由長到短的波長變化后成納米盤。對SERS基底的SPR和激發(fā)波長所帶來的巨大差異的SERS效應(yīng)的重疊。因此，在這個表面增強(qiáng)拉曼