銀奈米環可做為分子感測器
- 上線日期：2010/1/14 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
表面增強拉曼散射光譜學(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)能藉由添加金屬奈米顆粒大幅增強微弱的拉曼訊號，是化學及生物樣品微量分析方面的利器。然而，上述優點要得以發揮，必須先取得能提供增強倍率夠大、可預測且可重複的SERS基板。
過去的基板製造方法可分為兩類：一種是由大作小的技術，例如電子束微影術(electron beam lithography)或聚焦離子束碾磨法(focused ion beam milling)；另一種則是以自然微影術(natural lithography)為基礎的由小作大製程。前者可有效控制金屬顆粒的尺寸、形狀及分佈情形，但其連串式製程卻有產量低、產速低及高儀器成本的缺點，得到的奈米結構也常有化學特性較差和結晶品質不佳的困擾。另一方面，利用二維膠體晶體(colloidal crystal)的自然微影術具有大量平行處理的優勢，能以低成本快速合成奈米結構的大型陣列。
瑞士聯邦材料檢測與研發實驗室(EMPA)的研究人員最近發展出一種簡單且可控制的合成製程，用來製造定義明確的奈米銀結構。此方法牽涉到利用特製的奈米球遮罩進行無電電鍍(electroless plating)，因此能隨意改變基板表面的型貌。
為研究這種基板的SERS效果，該研究團隊偵測覆蓋於基板上的有機染料分子的拉曼訊號。他們發現環狀排列的銀奈米粒是最佳的幾何分布，因為它能激發數目最多的SERS熱點(hot spot)。此種奈米結構排列能提供強度大且容易量測的紫水晶(crystal violet)拉曼譜線，相形之下，在沒有奈米銀結構的純矽基板上，根本偵測不到拉曼譜線。
EMPA的研究人員目前正進一步研究含有不同SERS金屬(例如金)且表面奈米結構更複雜的基板。詳見Nanotechnology 20, 455302 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41248
譯者:王薇雅(逢甲大學光電學系)
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