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Three-dimensional cavity nanoantenna coupled plasmonic nanodots for ultrahigh and uniform surface-enhanced Raman scattering over large area

唐唐添加于 2011-4-3 05:07 | 2460 次阅读 | 0 个评论

作者
Li W-D, Ding F, Hu J, Chou SY
摘要
We propose and demonstrate a new SERS substrate architecture that couples a dense three-dimensional (3-D) cavity nanoantenna array, through nano-gaps, with dense plasmonic nanodots; and a new nanofabrication that combines nanoimprint, guided self-assembly and self-alignment and has fabricated the architecture precisely, simply, inexpensively and over large area (4-inch wafer). We experimentally achieved not only high area-average SERS enhancement (1.2 × 109) but also excellent uniformity (22.4% variation) at the same time over the entire large-area sample by measuring 90 points with a regular mapping distance. The best uniformity achieved is 15% variation over 1.6 mm by 1.6 mm area at slightly lower enhancement factor and is independent of the excitation laser probe size, which had an area varying from ~1 to 10,000 μm2.
详细资料
- 文献种类: Journal Article
- 期刊名称: Optics Express
- 期刊缩写: Opt. Express
- 期卷页: 2011年第19卷第5期 3925页
- ISBN: 1094-4087
学科领域信息系统 » 系统科学
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新纳米传感器芯片可感知微小物

一种新型传感器能够通过检测反射光来辨识小至分子大的物质，未来有可能使传感器用于从爆炸物探测到癌症诊断等各个领域。

据普林斯顿大学的研究人员称，由美国国防部高级研究计划局出资研制的这种新型传感器采用了一个充满金属支柱的芯片来增强反射某物体的光信号，其敏感度要比以前所能达到的高10亿倍。

这对于拉曼散射原理的应用来说是个重大突破，拉曼散射是通过检测某个物体反射的光来确定其分子的构成。数十年来，研究人员一直想分离出这些光的频率，但即便采用先进的实验方法也很难看到它们。

这种新型芯片采用金属支柱阵列，在其基座和顶部有许多小的窝洞，两侧各带有一群纳米点。所要研究的一个分子被放置在芯片上，一束纯净的单色光投射在分子上。这些窝洞捕获光后使其多次通过纳米点，不只一次地产生拉曼信号，其强度比以前的拉曼散射传感器大好几个数量级。

据领导该项研究的普林斯顿大学电子工程学教授斯蒂芬·周介绍，这种被称为D2PA的传感器制造简便且价格低廉。有关该芯片的研究报告发表在《光学快讯》上。

拉曼散射在众多领域有着巨大的潜在用途，这项技术的突破可能将使其用途更为广泛。

斯蒂芬表示：“我们已研制出一种方法，能够大大增强经过整个传感器的信号，这可能将改变拉曼散射未来应用的前景。”（来源：新华网）

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