Au@Ag纳米棒中银的厚度对探针分子拉曼信号的影响文献综述

 2023-11-16 11:11

文献综述

纳米材料被认为是三维尺度中至少有一维尺度处于纳米尺度范围(1~100nm),或由纳米材料作为基本单元的材料。1990年7月,世界第一届国际纳米科学与技术会议在美国的巴尔的摩(Baltimore)召开,标志纳米材料已经独立为一个新兴的研究分支[1]

贵金属纳米材料是纳米材料的重要组成部分其特殊的电磁特性使其受到人们广泛的关注[2]。当贵金属纳米材料在电磁场作用下,电磁场和贵金属表面自由电子相互作用能够增强电子的集体作用,表面自由电子在电磁场作用下的这种集体振荡被称为表面等离激元,或被称为表面等离激元极化。表面等离激元产生于表面自由电子气振荡,其具有奇异的电磁场特性,如光的选择性散射和吸收[3]、局部电场增强[4]等。近年来,随着纳米加工技术以及数值模拟手段的进步,人们对表面等离激元的机制和应用研究逐渐发展成为一门独立的新兴学科——等离激元光子学。一百多年来表面等离激元的研究逐步扩展到了化学、生物、信息、能源等领域。在可见到近红外的低频电磁波范围内,可以把贵金属看作是理想的导体[5]

金纳米棒在紫外一可见一近红外波段具有独特的可调节表而等离子体共振光学特性[6],其良好的稳定性、低生物毒性、亮丽的色彩和在催化、信息存储、生物医学等领域广阔的应用前景受到相关研究领域的广泛关注[7][8]结合已有的研究基础,人们对金纳米颗粒的表面等离子体共振、局域场增强效应、共振祸介效应及荧光特性,并对金纳米棒的应用做了展望。

相比于银纳米颗粒以及金纳米棒,Au@Ag纳米棒展示了宽的局域表面等高子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)吸收谱,并且具有多个LSPR峰,可以充分覆盖供·受体激射系统增益介质的吸收谱以及发射谱。Au@Ag纳米棒独特的等离子体特征使得其局域场增强以及散射效应都充分发挥作用,最终降低激光阈值,提高激光活性。

表面增强拉曼光谱(SERS)研究于近几年出现突破性进展,为SERS研究注入新活力,并激起了其它领域的科学家们对这一领域的广泛兴趣。突破性进展主要体现在三个方面:首先,SERS可以作为单分子检测的重要工具;其次是在许多纯过渡金属体系得到了高质量的SERS信号再者是能够制备高度有序和高SERS活性的自组装单层膜[4]。从上述三大进展可知,现在人们最为关心的核心问题是如何通过金属纳米粒子或表面纳米结构的制备,进一步提高SERS活性[9]

不同银壳层厚度的银包金纳米棒作为SERS增强基底,在不同激发波长下其SERS增强特性。将所制备的纳米棒壳核结构材料作为SERS增强基底,通过改变纳米棒的长径比和银壳层的厚度将其表面等离子体共振峰调制到拉曼激发波长的附近,将会产生很强的共振增强SERS信号,可以进一步提高SERS基底的增强效果[10]。这对SERS研究,不同激发波长下基底的选择和如何进一步增强SERS增强效果提供了一个可行的思路,具有重要意义。

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