En la década de 1970, la superficie realzada Raman espectroscopia (SERS) disponible, la introducción del metal noble del sustrato para mejorar la sensibilidad de detección de un Raman millón de veces, la espectroscopia Raman convencional de superar las desventajas inherentes de las señales débiles, detección Raman entrar en el campo de la seguridad alimentaria, la vigilancia del medio ambiente, ciencias de la vida y otras ampliamente utilizado, y rápidamente se convirtió en una de las especies más sensibles de la tecnología de detección de superficie de la espectroscopia de campo. Sin embargo, las personas estaban encantados de encontrar que, si bien lamentan, Sers sólo en oro, plata, la superficie rugosa del cobre y otros metales preciosos era altamente activo, es decir, tiene que confiar en la superficie del metal noble de la mejora electromagnético de efecto 'puntos calientes', una selección muy limitada del sustrato; y la aplicación práctica de dicho material estructural fino susceptible a los factores ambientales modulada interferencia estabilidad insatisfactoria de hecho, descubre nueva, de alto rendimiento sustrato no metálico es uno de los más importantes de la investigación en tecnología de SERS, especialmente en los últimos años, los compuestos de semiconductores se ha demostrado que la actividad SERS, con su rica variedad de composiciones químicas despertado un gran interés, Sin embargo, tales compuestos como un factor de mejora basal de SERS generalmente más bajo parecen ser difíciles de romper a través del cuello de botella de la investigación. presentan propiedades derivadas de la interacción de la molécula de sonda SERS su superficie, incluida una mayor electromagnética (EM) con amplificó químicamente (CM) de dos maneras. En el material metálico generalmente se considera el principal mejora electromagnética, la mejora y la superficie de la química del compuesto semiconductor juega un papel decisivo. debido a los diferentes mecanismos, el material semiconductor se utiliza como el diseño de sustratos SERS debe seguir completamente diferente del material de metal noble concepto del estudio convencional.
Recientemente, los investigadores del equipo Nano Instituto de Tecnología Nanobiónica dirigido por Zhigang, las moléculas de oxígeno se pueden encontrar como una clave de rendimiento tesoro abierto compuesto semiconductor SERS, a saber, el uso de un compuesto químico que consiste en el ajuste de un sutilmente regulada por transición de oxígeno compuesto estequiométrico compuesto de un metal o de una concentración de oxígeno de celosía superficie, para mejorar la no señal (débil) superficie del material de especies activas SERS.
En este pensamiento académico, primero seleccionar el equipo se enriqueció nanopartículas de erizo-como W18O49 defectuosos como sustratos SERS, SERS rendimiento superior alta sensibilidad y límites de detección bajos. Tal un primer material semiconductor sobre la SERS sustratos R6G el límite de detección tan bajo como 10-7 M moléculas, se cambia aún más mediante la reducción de atmósfera (H2, Ar) W18O49 método de tratamiento de una concentración de oxígeno superficial de defectos, el factor de mejora SERS del material hasta 3,4 × 105, el rendimiento ha sido reportado en la mayoría un sustrato SERS de material semiconductor excelente, y está cerca de no hay 'puntos calientes' de material de metal noble. por el contrario, casi no hay SERS relación estequiométrica activa de WO3, lo que indica que los defectos de oxígeno para un rendimiento SERS del óxido semiconductor juega un papel importante.
Dado que la resistencia de la celosía de oxígeno tan importante material de SERS, a continuación, a su vez inserta en el entramado de oxígeno cómo lo hará? Con esta pregunta, el equipo de Zhao Zhigang eligió disulfuro de molibdeno (MoS2) Este sí débil desempeño SERS calcogenuro material semiconductor, y mediante la sustitución de dos de oxidación forma conveniente de lograr su inserción celosía oxígeno. los resultados confirmaron que la cantidad de inserción de oxígeno puede mejorar el sulfuro SERS activo molibdeno 100.000 veces, pero el exceso de dopaje de oxígeno conduce a una actividad SERS sustancial disminuido. Además, este método de inserción de un oxígeno, selenio, wolframio, sulfuro de tungsteno, molibdeno SERS seleniuro y otras propiedades de los compuestos obtenidos se puede mejorar de manera significativa, es decir, los medios de regulación de oxígeno en el levantamiento de la celosía semiconductor SERS Rendimiento potencial bastante universal.
Por lo tanto, 'defectos de oxígeno' de celosía y 'interrumpido por oxígeno' mejora SERS de un semiconductor se ha unificado, y resultados teóricos se apunta a la misma conclusión del equipo de estudio será amplificado químicamente modelos teóricos aplicados a un semiconductor. - los sistemas moleculares orgánicos, material semiconductor encontrado para disminuir el oxígeno celosía como un medio eficaz de la regulación de la estructura de nivel de energía, en el que 'defecto de oxígeno' será presentado como una transición de electrones nivel profundo de 'placa de rebote' y 'interrumpido por oxígeno' directamente el aumento de los estados electrónicos cerca del borde de la banda estrechamiento de banda prohibida acompañado; éstos probablemente aumentarán significativamente láser semiconductor transiciones electrónicos excitados, y además por un acoplamiento de vibración (acoplamiento vibrónico) que actúa sobre el semiconductor - transferencia de carga entre moléculas orgánicas (transferencia de carga), la influencia de la polarización de la tensión superficial del sustrato de moléculas orgánicas adsorbido, mejorando así la respuesta espectral Raman.
compuestos semiconductor correctamente modulada celosía de oxígeno el trabajo anterior confirmados, pueden ser un medio eficaz para mejorar significativamente su ruptura SERS rendimiento a través de las limitaciones de la técnica convencional, expanda el sustrato SERS metal noble más compuesto semiconductor como material de base en la detección SERS áreas de aplicación. serie de resultados de la investigación, respectivamente Noble mejora SERS-comparable metal a partir de semiconductores de óxidos metálicos haciendo vacantes de oxígeno y mejora Semiconductor SERS habilitados por incorporación de oxígeno en el título publicado en línea en Nature Communications.
Trabajo de investigación realizado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de la provincia de Jiangsu fondo juvenil excepcional,
Las nanopartículas W18O49 deficientes en oxígeno como SERS sustraen un excelente rendimiento
Inserte el oxígeno en el material MoS2