در 1970s، سطح رامان طیف سنجی (SERS) در دسترس است، از معرفی فلز نجیب از بستر به منظور افزایش حساسیت تشخیص یک رامان میلیون بار، طیف سنجی رامان معمولی برای غلبه بر معایب ذاتی از سیگنال های ضعیف، تشخیص رامان در زمینه ایمنی مواد غذایی، نظارت بر محیط زیست، علوم زیستی و دیگر به طور گسترده استفاده می شود، و به سرعت به یکی از گونه های حساس ترین تکنولوژی تشخیص سطح طیف سنجی این زمینه است. با این حال مردم برای پیدا کردن که در حالی که آنها پشیمانی، SERS تنها در طلا، نقره بودند بزرگ شد، سطح خشن از مس و سایر فلزات گرانبها بسیار فعال بود، به عنوان مثال، به آن نیاز دارد به تکیه بر روی سطح فلز نجیب از افزایش الکترومغناطیسی اثر "نقاط داغ"، انتخاب بسیار محدود از بستر و برنامه های عملی از قبیل مواد ساختاری خوب مستعد ابتلا به عوامل محیطی مدوله دخالت ثبات رضایتبخش در واقع، کشف جدید، کارایی بالا بستر غیر فلزی یکی از مهم ترین پژوهش فن آوری SERS است، به خصوص در سال های اخیر، ترکیبات نیمه هادی به فعالیت SERS نشان داده شده است، با انواع غنی از ترکیبات شیمیایی تحریک علاقه زیادی، با این حال، ترکیبات چنین به عنوان یک عامل به طور کلی پایین SERS پایه افزایش به نظر می رسد دشوار است از طریق تنگنای تحقیق شکستن. خواص نمایشگاه حاصل از تعامل مولکول پروب سطح آن، از جمله افزایش الکترومغناطیسی (EM) های شیمیایی (CM) به دو روش تقویت SERS در مواد فلزی است به طور کلی در نظر گرفته اصلی افزایش الکترومغناطیسی، افزایش و سطح شیمی از ترکیب نیمه هادی دقیقا به دلیل مکانیزم های مختلفی است که طراحی مواد نیمه هادی برای زیربنای SERS باید از فلسفه کاملا متفاوتی از مواد فلز نجیب موجود استفاده کند.
اخیرا محققان از تیم نانو فناوری موسسه Nanobionics توسط Zhigang به رهبری، مولکول های اکسیژن می تواند به عنوان SERS ترکیب نیمه هادی گنج باز عملکرد کلیدی، یعنی استفاده از یک ترکیب شیمیایی شامل تنظیم یک ماهرانه توسط انتقال اکسیژن تنظیم یافت ترکیب استوکیومتری متشکل از یک فلز یا یک غلظت اکسیژن شبکه سطح، به منظور افزایش غیر سیگنال (ضعیف) سطح SERS مواد گونه فعال است.
در این فکر علمی، برای اولین بار انتخاب تیم خود W18O49 نانوذرات خارپشت مانند معیوب به عنوان سوبسترا SERS، برتر SERS عملکرد حساسیت بالا و حد آشکار با غنای پایین. چنین یک ماده نیمه هادی برای اولین بار در SERS سوبستراهایی R6G حد تشخیص به عنوان کم 10-7 M مولکول ها، است که بیشتر با کاهش فضای (H2، علیرضا) W18O49 روش درمان غلظت اکسیژن سطح نقص، عامل افزایش SERS از مواد تا 3.4 × 105 تغییر، عملکرد در بیشتر گزارش شده است یکی بستر SERS از مواد نیمه هادی بسیار عالی، و نزدیک به هیچ "نقاط داغ" از مواد فلزی نجیب است. در مقابل، تقریبا هیچ SERS فعال نسبت stoichiometric از WO3، نشان می دهد که نقص اکسیژن برای عملکرد SERS اکسید نیمه هادی نقش مهمی ایفا می کند.
از آنجا که کشیدن از اکسیژن شبکه به مواد SERS مهم است، پس از آن به نوبه خود به شبکه های اکسیژن چگونه خواهد بود؟ با این سوال، تیم ژائو Zhigang به انتخاب دی سولفید مولیبدن (MoS2) قرار داده شده این عملکرد ضعیف خود SERS chalcogenide مواد نیمه هادی، و با جایگزین دو اکسیداسیون راه مناسب برای رسیدن به درج اکسیژن شبکه آن است. این نتایج تایید که مقدار درج اکسیژن می تواند سولفید مولیبدن SERS فعال 100،000 بار افزایش دهد، اما بیش از دوپینگ اکسیژن منجر به یک فعالیت قابل توجهی SERS کاهش یافته است. علاوه بر این، این روش قرار دادن اکسیژن، سلنیوم، تنگستن، سولفید تنگستن، مولیبدن SERS سلنید و خواص دیگر از ترکیبات بدست آمده می تواند به طور قابل توجهی افزایش یافته است، به عنوان مثال، مقررات اکسیژن معنی در بلند کردن شبکه های نیمه هادی SERS عملکرد بالقوه کاملا جهانی است.
بنابراین، 'نقص اکسیژن، شبکه و قطع شده توسط اکسیژن، افزایش SERS از یک نیمه هادی است متحد شده است، و نتایج نظری است نقاط به همان نتیجه از تیم مطالعه شیمیایی خواهد مدل های نظری اعمال شده به یک نیمه هادی تقویت شده. - سیستم های مولکولی آلی، مواد نیمه هادی پیدا شده است به کاهش اکسیژن شبکه به عنوان یک ابزار موثر تنظیم ساختار سطح انرژی؛ در آن نقص اکسیژن خواهد شد به عنوان یک انتقال الکترونی سطح عمیق از، تندرست صفحه معرفی و قطع شده توسط اکسیژن به طور مستقیم افزایش حالتهای الکترون در نزدیکی لبه نوار باریک باند گپ همراه؛ این احتمالا افزایش خواهد یافت به طور قابل توجهی لیزر نیمه هادی انتقال الکترونیکی هیجان زده، و بیشتر توسط جفت ارتعاش (جفت Vibronic) اقدام در نیمه هادی - انتقال بار بین مولکول های آلی (انتقال شارژ)، تحت تاثیر قطبش از مولکول های آلی جذب شده بر روی سطح کشش سطحی، به این ترتیب پاسخ طیفی رامان را افزایش می دهد.
تایید کار بالا ترکیبات نیمه هادی درستی مدوله اکسیژن شبکه، می تواند یک ابزار موثر برای میزان قابل توجهی بهبود و کارایی SERS آن از طریق محدودیت های هنر متعارف، بستر SERS فلز نجیب بیشتر گسترش ترکیب نیمه هادی به عنوان ماده اصلی در تشخیص SERS زمینه های کاربرد سری از نتایج تحقیقات، به ترتیب شریف افزایش SERS فلزی مقایسه از نیمه هادی اکسید فلزی با ساخت جای خالی اکسیژن و افزایش نیمه هادی SERS توسط اختلاط اکسیژن در عنوان در مجله Nature Communications منتشر شده است را فعال کنید.
کار تحقیقاتی توسط بنیاد ملی علوم طبیعی استان صندوق جوانان جیانگ سو،
اکسیژن ناقل W18O49 نانو ذرات به عنوان SERS Substrate عملکرد عالی
اکسیژن را به ماده MoS2 وارد کنید