في 1970s، سطح تعزيز رامان الطيفي (SERS) المتاحة، وإدخال المعدن النبيل الركيزة لتعزيز حساسية الكشف عن رامان مليون مرة، ورامان الطيفي التقليدية للتغلب على العيوب المتأصلة من الإشارات الضعيفة، والكشف عن رامان تحصل في مجال سلامة الأغذية، والرصد البيئي، وعلوم الحياة والاخرى المستخدمة على نطاق واسع، ونمت بسرعة لتصبح واحدة من الأنواع الأكثر حساسية في التحليل الطيفي مجال تكنولوجيا الكشف عن السطح. ومع ذلك، كان الناس مسرور لتجد أن في الوقت الذي نأسف، سرس فقط في الذهب والفضة، كان سطح خشن من النحاس والمعادن النفيسة الأخرى نشطة للغاية، بمعنى أنه يحتاج إلى الاعتماد على سطح المعدن النبيل لتعزيز الكهرومغناطيسي من تأثير المواقع الساخنة، واختيار محدود جدا من الركيزة، والتطبيق العملي لهذه المواد الهيكلية غرامة عرضة للعوامل البيئية التضمين تدخل الاستقرار مرضية في الواقع، واكتشاف جديدة وعالية الأداء الركيزة غير المعدنية هي واحدة من أهم البحوث والتكنولوجيا SERS، خصوصا في السنوات الأخيرة، وقد ثبت مركبات أشباه الموصلات إلى النشاط SERS، مع مجموعة متنوعة الغنية من التراكيب الكيميائية أثار اهتماما كبيرا، ومع ذلك، مثل هذه المركبات كما سيرس أقل عموما عامل تعزيز القاعدية يبدو أن من الصعب اختراق عنق الزجاجة البحث. خصائص معرض المشتقة من تفاعل جزيء التحقيق سرس سطحه، بما في ذلك تعزيز الكهرومغناطيسية (EM) مع تضخيم كيميائيا (CM) بطريقتين. في المواد المعدنية ويعتبر عموما تعزيز الكهرومغناطيسي، وتعزيز والسطحية الكيمياء الرئيسي للمركب أشباه الموصلات هذا هو بالضبط بسبب آليات مختلفة أن تصميم مواد أشباه الموصلات ل ركائز سيرس يجب اتباع فلسفة مختلفة تماما من المواد المعدنية النبيلة القائمة.
في الآونة الأخيرة، والباحثين من فريق معهد تكنولوجيا نانو Nanobionics بواسطة تشى قانغ أدى، جزيئات الأكسجين يمكن العثور باعتبارها أشباه الموصلات مجمع SERS مفتوحة كنز الأداء الرئيسية، وهي استخدام مركب كيميائي يتكون من ضبط وتنظيم بمهارة من الانتقال الأكسجين التركيب المتكافئ للمركب المعدني أو السطحية تركيز الأكسجين شعرية لتعزيز إشارة من الأنواع السطحية من (ضعيفة) سيرس المواد الفعالة.
في هذا الفكر الأكاديمي، أولا حدد فريق إثراء نفسها W18O49 مثل قنفذ النانوية معيبة كما ركائز SERS، متفوقة SERS أداء حساسية عالية وحدود الكشف منخفضة، ومثل هذه المواد أشباه الموصلات الأولى على SERS ركائز R6G يمكن أن يكون الحد الكشف عن جزيء منخفض مثل 10-7M، ويتم تغيير تركيز نقص الأكسجين السطح من W18O49 أيضا عن طريق الحد من الغلاف الجوي (H2، أر) لزيادة عامل تعزيز سيرس من المواد إلى 3.4 × 105، وهو الأداء الأكثر ذكرت في المقابل، فإن الكيمياء المتكافئة لديها تقريبا أي سيرس النشاط من WO3، مشيرا إلى أن عيوب الأكسجين لها تأثير مهم على أداء سيرس من أكسيد أشباه الموصلات.
مع هذا هو الحال، اختار فريق تشاو تشى قانغ كبريتيد الموليبدينوم (MoS2)، تشالكوجينيد ضعيفة التي لديها خصائص سيرس ضعيفة، منذ إزالة الأكسجين من شعرية مهم جدا للمواد سيرس مادة شبه موصلة، وعن طريق استبدال اثنين من الأكسدة سيلة مريحة لتحقيق الإدراج شعرية الأكسجين. وأكدت النتائج أن كمية الإدراج الأكسجين يمكن أن تعزز كبريتيد الموليبدينوم SERS النشط 100،000 مرة، ولكن الزيادة في تعاطي المنشطات الأكسجين يؤدي إلى نشاط كبير SERS انخفضت. وعلاوة على ذلك، وهذه الطريقة ادخال الاوكسجين، السيلينيوم، التنغستن، التنغستن كبريتيد، SERS الموليبدينوم سلينيد وغيرها من الممتلكات من المركبات التي تم الحصول عليها يمكن أن تتعزز بشكل كبير، أي تنظيم الأكسجين يعني في رفع شعرية أشباه الموصلات SERS الأداء إمكانات عالمية تماما.
وهكذا، تم توحيد "العيوب الأكسجين" شعرية و "توقفت بسبب الأكسجين" تعزيز SERS من أشباه الموصلات، والنتائج النظرية وسوف يشير إلى نفس النتيجة للفريق الدراسة تضخيم كيميائيا النماذج النظرية تطبق على أشباه الموصلات - الأنظمة الجزيئية العضوية، والمواد أشباه الموصلات وجدت لتقليل الأكسجين شعرية وسيلة فعالة لتنظيم الهيكل مستوى الطاقة؛ حيث 'عيب الأكسجين "سيتم عرض كمرحلة انتقالية الإلكترون مستوى عميق من" لوحة كذاب "و" توقفت بسبب الأكسجين "مباشرة زيادة الدول الإلكترون بالقرب من الفرقة حافة فجوة الحزمة رافق تضييق؛ وهذه ربما زيادة كبيرة ليزر أشباه الموصلات التحولات الإلكترونية متحمس، وكذلك من قبل اقتران الاهتزاز (Vibronic اقتران) بناء على أشباه الموصلات - نقل الشحنة بين الجزيئات العضوية (نقل المسؤول)، مما يؤثر على استقطاب الجزيئات العضوية كثف على التوتر السطح الركيزة، وبالتالي تعزيز الاستجابة الطيفية رامان لها.
وأكد العمل أعلاه مركبات أشباه الموصلات التضمين بشكل صحيح شعرية الأكسجين، ويمكن أن يكون وسيلة فعالة لتحسين ملحوظ كسر SERS أدائها من خلال القيود المفروضة على الفن التقليدي والنبيلة SERS المعادن الركيزة توسيع مجمع أشباه الموصلات كمادة قاعدة في كشف SERS مجالات التطبيق. سلسلة من نتائج البحوث، ونبيلة على التوالي المعادن مقارنة تعزيز SERS من أكاسيد المعادن شبه الموصلة بجعل الشواغر الأكسجين وأشباه الموصلات SERS تعزيز مكنت من إدماج الأكسجين في العنوان نشرت على الانترنت في طبيعة الاتصالات.
العمل البحثي من قبل مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية لمقاطعة جيانغسو صندوق الشباب المتميز،
الأكسجين معيبة W18O49 النانوية كما سيرس ركائز الأداء الممتاز
إدراج الأكسجين في المواد MoS2