70-х годов прошлого века, внедрение поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS), внедрение чувствительности обнаружения рамановского материала на основе благородного металла увеличилось в миллион раз, чтобы преодолеть присущую им слабость традиционной рамановской спектроскопии и другие недостатки, обнаружение комбинационного рассеяния Он широко используется в области безопасности пищевых продуктов, мониторинга окружающей среды, науки о жизни и других областях и быстро стал одним из самых чувствительных методов профилирования на месте для поверхностных видов. Однако люди в восторге, но прискорбно, что SERS доступен только в золоте, серебре, Медь и другие драгоценные металлы имеют только шероховатую поверхность с высокой активностью, которая должна опираться на «горячий» эффект благородного металла на поверхности металла, выбор субстрата очень ограничен и практическое применение этой тонкомодулированной структуры материала, восприимчивой к факторам окружающей среды, Фактически, исследование новых высокопроизводительных неметаллических субстратов является одним из наиболее важных направлений исследований в технологии SERS. Особенно в последние годы было доказано, что полупроводниковые соединения обладают активностью SERS, и их богатый сорт и химический состав вызвали большой интерес. Однако такие соединения, как, как правило, более низкий базовый коэффициент усиления SERS, по-видимому, трудно преодолеть узким местом исследования. Выполнение SERS происходит от взаимодействия между зонд-молекулой и ее поверхностью, включая EM и CM. Обычно считается, что усиление SERS в металлических материалах обусловлено главным образом электромагнитным усилением и улучшается химия поверхности полупроводниковых соединений Именно из-за разных механизмов конструкция полупроводниковых материалов для подложек SERS должна следовать совершенно иной философии из существующих материалов из благородного металла.
Недавно исследовательская группа во главе с Чжао Чжигангом, исследователем Института нанотехнологий им. Сучжоу и биологии наноструктур Китайской академии наук, обнаружила, что молекулы кислорода могут использоваться в качестве ключа для разблокировки сокровищ SERS в полупроводниковых соединениях. Используя химический состав соединения, Стехиометрический состав соединения металла или концентрация кислорода на поверхности решетки для усиления сигнала поверхностных видов неактивного активного вещества SERS.
Под руководством этой академической мысли исследовательская группа сначала выбрала свои собственные кислородно-дефицитные наночастицы типа морского ежа W18O49 в качестве субстрата SERS и получила отличную производительность SERS с высокой чувствительностью и низким пределом обнаружения. Этот полупроводниковый материал, сначала используемый в качестве субстрата SERS, Предел обнаружения молекулы может быть таким же низким, как 10-7 М, а концентрация поверхностного кислородного дефицита W18O49 дополнительно изменяется за счет уменьшения атмосферы (H2, Ar), чтобы увеличить коэффициент усиления SERS материала до 3,4 × 105, что является наиболее показательной характеристикой Напротив, стехиометрия практически не имеет активности SERS, чем WO3, что указывает на то, что дефекты кислорода оказывают важное влияние на эффективность SERS полупроводникового оксида.
Таким образом, команда Чжао Чжигана выбрала сульфид молибдена (MoS2), слабо халькогенид, который обладает слабыми свойствами SERS, поскольку удаление кислорода из решетки настолько важно для материала SERS Полупроводниковые материалы, введение кислорода в их кристаллические решетки могут быть легко достигнуты как замещением, так и окислением. Результаты показывают, что соответствующее количество вставки кислорода может увеличить активность SERS сульфида молибдена в 100 000 раз, но чрезмерное легирование кислородом приводит к большой активности SERS Кроме того, эффективность SERS различных соединений, таких как селенид вольфрама, сульфид вольфрама, селенид молибдена и тому подобное, может быть значительно усилена с помощью метода вставки кислорода, то есть средства регулирования содержания решетки могут улучшить работу SERS полупроводника SERS Производительность вполне универсальный потенциал.
Таким образом, «дефекты кислорода» решетки и «прерван кислородом» повышение SERS полупроводника было унифицировано, и теоретические результаты указуют на то же заключение исследовательской группы химически усиливаются теоретические модели, применяемых к полупроводнику. - органические молекулярные системы, полупроводниковый материал приводит к уменьшению решетки кислорода в качестве эффективного средства регулирования структуры энергетических уровней, в котором «кислороде дефект» будет введены в качестве электронного перехода глубокого уровня «прыгающие пластины» и «прервано кислородом» напрямую увеличение электронных состояний вблизи край полосы сопровождаться сужением запрещенной зоны; они, вероятно, значительно возрастут полупроводниковый лазер возбужденных электронные переходы, и далее с помощью вибрации муфты (вибронной связи), действующих на полупроводнике - перенос заряда между органическими молекулами (перенос заряда), влияние поляризации поверхности подложки натяжения органических молекул адсорбированного, тем самым повышая комбинационное спектральный отклик.
Подтвержденные выше рабочие соединения правильно модулированный полупроводниковой решетки кислорода, может быть эффективным средством для значительного улучшения ее работы SERS прорыв ограничений известного уровня техники, благородный металл SERS подложка дополнительно расширить полупроводниковое соединение в качестве основного материала в обнаружении SERS Области применения. серия результатов исследований, соответственно, благородный металл сравнимой повышение SERS из полупроводниковых оксидов металлов путем кислородные вакансии и повышение Полупроводниковый SERS включены путем включения кислорода в названии, опубликованной в Интернете в природе коммуникаций.
Научно-исследовательская работа Национального фонда естественных наук провинции Цзянсу выдающийся молодежный фонд,
Кислородный дефект W18O49 Наночастицы как SERS-субстраты Отличная производительность
Вставьте кислород в материал MoS2