بررسی پراکندگی رامان ارتقاء یافته سطحی SERS مولکول ردامین بی با استفاده از خودساماندهی نانوذرات بر سطح سیلان‌دار شده

نویسندگان

گروه فیزیک اتمی و مولکولی، بخش فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، صندوق پستی 175-14115

چکیده

زیرلایه های SERS با روش خودساماندهی نانوذرات نقره بر بستر شیشه های عامل دار شده و با استفاده از APTES تهیه شدند. بدین منظور نانوذرات نقره به روش شیمیایی تر ساخته شد و توزیع اندازه آن با استفاده از پراکندگی پویای نوری، 35 نانومتر تعیین شد. از طیف سنجی مرئی-فرابنفش برای مشخصه یابی اپتیکی کلوئید نانوذرات و زیرلایه های تهیه شده استفاده گردید. نتایج نشانگر جابه جایی پیک پلاسمونی به سمت طول موج های بلندتر بعد از خودساماندهی نانوذرات می باشد. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی توزیع یکنواخت نانوذرات نقره بر سطح شیشه را نشان می دهد. رنگدانه Rhodamine B به عنوان آنالیت برای مطالعه عملکرد زیرلایه در SERS بکار گرفته شد. هرچند در طیف های رامان ثبت شده از پودر و محلول های مولکول ردامین بی RB به دلیل فلورسانس زمینه هیچ سیگنال چشمگیری مشاهده نشد اما با استفاده از زیرلایه تهیه شده و اثرات خاموش کنندگی فلورسانس آن، مدهای رامان این مولکول در محلول 5-10 مولار به وضوح آشکارسازی شدند. با کاهش غلظت محلول به 6-10 مولار، شدت مدهای رامان بسیار کاهش یافت به نحوی که تنها برخی قله ها مشخص می باشند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

SERS Investigation of Rhodamine B molecule using self-assembly of nanoparticles on silanized surface

نویسندگان [English]

  • B. Morovvati,
  • R. Malekfar
Atomic and Molecular Physics Group, Physics Department, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University.
چکیده [English]

 
Self-assembly of silver nanoparticles on functionalized glasses via APTES was used to fabricate SERS substrates. For this purpose, silver nanoparticles were synthesized by the wet chemical method and the size distribution of 35 nm was determined, using dynamic light scattering DLS. UV-Vis spectroscopy was used to characterize the optical properties of the colloidal nanoparticles and also the prepared substrate. The results show that the surface plasmon resonance SPR peaks indicate a slight red shift after the self-assembly of nanoparticles. The SEM images showed a uniform distribution of silver nanoparticles on the surface of the glass. Rhodamine B RB dye was used as the analyte for studying substrate performances in SERS. However, no significant signals were observed in the Raman spectra of powder and solutions of the RB molecule due to a fluorescence background but using the prepared substrate and its fluorescence quenching effect, the Raman modes were clearly detected in a 10-5 M solution. By decreasing the concentration of the solution to 10-6 M, the Raman peak intensities were greatly reduced in a way that only some of them were detected.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Self-assembly
  • Rhodamine B
  • Dye
  • substrate
  • Raman spectroscopy
B.Sharma,R.R.Frontiera,A.I.Henry,E.Ringe,andR.P.VanDuyne,“SERS:Materials,applications,andthefuture,”Mater.Today,15,16-25,2012.[2]E.C.LeRuandP.G.Etchegoin,“PrinciplesofSurface-EnhancedRamanSpectroscopyandRelatedPlasmonicEffects,”Elsevier,2009.[3]X.M.Lin,Y.Cui,Y.H.Xu,B.Ren,andZ.Q.Tian,“Surface-enhancedRamanSpectroscopy:substrate-relatedissues,”Anal.Bioanal.Chem.,394,17291745,2009.[4]R.W.Murray,“Nanoelectrochemistry:MetalNanoparticles,Nanoelectrodes,andNanopores,”Chem.Rev.,108,26882720,2008.[5]L.M.Liz-Marzan,“Tailoringsurfaceplasmonsthroughthemorphologyandassemblyofmetalnanoparticles,”Langmuir,22,3241,2006.[6]M.Grzelczak,J.Perez-Juste,P.Mulvaney,andL.M.Liz-Marzan,“Shapecontrolingoldnanoparticlesynthesis,”Chem.Soc.Rev.37,17831791,2008.[7]M.J.Natan,“ConcludingRemarksSurfaceEnhancedRamanScattering,”FaradayDiscuss.132,321328,2006.[8] K.G. Stamplecoskie and J.C. Scaiano, “Optimal Size of Silver Nanoparticles for Surface-EnhancedRaman Spectroscopy,” J. Phys. Chem. C., 115, 1403-1409, 2011.[9]V.Joseph,A.Matschulat,J.Polte,.S.Rolf,F.Emmerling,andJ.Kneipp,SERSenhancementofششمسال|دومشماره|۱۳۹8تابستان52goldnanospheresofdefinedsize,”J.RamanSpectrosc.,42,1736-1742,2011.[10]E.NalbantEsenturkandA.R.HightWalker,“Surface-enhancedRamanscatteringspectroscopyviagoldnanostars”,J.RamanSpectrosc.,40,8691,2009.[11]E.Blackie,E.C.LeRu,M.Meyer,M.Timmer,B.Burkett,P.NorthcoteandP.G.Etchegoin,Bi-analyteSERSwithisotopicallyediteddyes”,Phys.Chem.Chem.Phys.,10,4147-4153,2008.[12] T. Senand A. Patra,Resonance Energy Transfer from Rhodamine 6G to Gold Nanoparticles by Steady-State and Time-Resolved Spectroscopy”,J. Phys. Chem. C, 112(9), 32163222, 2008.
[13] C.M. Walters, C. Pao, B.P. Gagnon, C.R.Zamecnik, and G.C. Walker, “Bright SurfaceEnhanced Raman Scattering with Fluorescence Quenching from Silica Encapsulated JAggregate Coated Gold Nanoparticles” Advanced Materials, 30,770-778,2018.[14]F.Shan,X.Y.Zhang,X.C.Fu,L.J.Zhang,D.Su,S.J.Wang,J.Y.Wu,andT.Zhang,“InvestigationofsimultaneouslyexistedRamanscatteringenhancementandinhibitingfluorescenceusingsurfacemodifiedgoldnanostarsasSERSprobes,”ScientificReports.7,124-1372017.[15]S.L.Smitha,K.M.Nissamudeen,D.Philip,andK.G.Gopchandran,“Studiesonsurfaceplasmonresonanceandphotoluminescenceofsilvernanoparticles,”SpectrochimicaActaPartA,71,186-190,2008.[16]S.Zhu,C.Fan,J.Wang,J.He,E.Liang,Self-AssembledAgNanoparticlesforSurfaceEnhancedRamanScattering,”OpticalReview,20,361-366,2013.[17]T.Sato,D.Brown,andB.Johnson,Nucleationandgrowthofnano-goldcolloidallattices,”Chem.Commun.34,1007-1008,1997.[18]J.A.HowarterandJ.P.Youngblood,“Optimizationofsilicasilanizationby3-Aminopropyltriethoxysilane,”Langmuir,22,11142-11147,2006.[19]D.Li,D.W.Li,Y.Li,J.S.Fossey,Y.T.Long,“CyclicElectroplatingandStrippingofSilveronAu@SiO2Core/ShellNanoparticlesforSensitiveandRecyclableSubstrateofSurface-EnhancedRamanScattering,”J.Mater.Chem.,20,3688-3693,2010