실험실 연구자들은 매우 낮은 농도의 물질을 식별하기위한 도구로서 라만 분광법을 향상시키는 방법을 발견 할 수 있습니다. 라만 분광법에 대한 잠재적인 응용 프로그램은 의료 진단, 마약 / 화학 개발, 법의학과 국가 안보에 대한 고도의 휴대용 탐지 시스템이 포함됩니다.
큰 특이성 낮은 농도에서 분자를 식별하고 비침습, 비파괴 측정을 제공하는 능력은 인정 분석 기술로서 라만 분광법의 증가 사용되었다. 그러나이 기법의 단점은 매우 낮은 농도에서 감성과 신뢰성의 부족했습니다.
왼쪽부터 : 일레인 Behymer, 티지 아나 본드 (착석) 및 postdocs 앨런 장 및 Mihail 보라.
라만 분광법은 투명한 물질의 분자에 의해, 일반적으로 레이저에서 빛의 분산을 관찰로 구성되어 있습니다. 흩어져 빛을 입사 빛의 파장의 차이는 그 물질의 특성에 대한 자세한 정보를 제공할 수 있습니다.
"라만 산란은 국가 보안에 대한 관심 자료 좋은 지문을 제공합니다"의 티지 아나 본드라고 LLNL 마이크로 및 나노 기술의 센터.
본드와 그녀의 그룹은 표면 향상 라만 분광법 (SERS), 신호를 개선하여 크기의 민감도 주문을 증가하는 방법을 개발. 큰 가능성을 보여주지만, 일반적으로 금속 표면을 roughened SERS,에 사용되는 기판은 신뢰성, 아직은 고려 변수 신호를 굴복했습니다. roughened 표면은 금속과 분자의 상호 작용을 향상시킵니다. 문제는 일관된 신호 향상을 얻을 유니폼 지형 기능으로 기판을 만들 수있는 방법을 찾아야했습니다.
이 작품의 일부는 본드에 의해 출판 그녀되었다 "대형 면적, 높은 균일성, 실버 코팅 테이퍼 실리카 Nanopillar 배열의 엄격한 표면 강화 라만 스펙트럼 특성"자격이 나노기술의 2010년 9월 Edition에서 발표된 논문에 설명되어 있습니다 어바나는 - 샴페인 일리노이 대학에서 연구자와 공동으로 그룹.
6 인치 웨이퍼 - - 4베이스 레이어 또는 텍스쳐 - 향상된 나노 엔지니어링 기술과 반도체 제조 방법은 SERS 기판의 생산을 활성화보다 신뢰성있는 자료. 열쇠는 신뢰할 수있는 분석을 위해 충분한 '재현성 "로 기판입니다. LLNL 연구팀은 높은 감도와 재현성을 유지하고보다 견고하고 균일한 기판을 달성하기 위해 여러 가지 기법에 근무했습니다.
전자 및 화학 개선 SERS 총 향상 (라만과 관련하여)에 영향을 두 가지 요소입니다. 두 번째가 10-100 요인에 대해 일반적으로 책임을지고있는 반면 첫 번째는, 강하고 106-108 정도의 개선을위한 계정입니다. 전자기 효과를 이용하려면, 금속 nanostructures 제대로 설계해야합니다.
올해 나노 편지에 게시 "수직 Nanowire 배열에 Plasmon 공명 안의 공간이"자격이 문서에서는 본드의 그룹은, 강하고 제어 향상을 제공하는 수직 골드 코팅 nanowire 배열 기판을 사용하여 혁신적인 디자인을 조사합니다. LLNL 팀 혁신은 수직 와이어 어레이의 "조정할 수"plasmon 공진 충치의 제조입니다 - 충치는 수직 전선 사이의 공간입니다. Mihail 보라, 일 년 전에 본드의 그룹에 합류 postdoc는 크게 프로젝트의이 부분에 참여하고 그들이 금속 표면에 역사는 제외 표면 plasmons는, 라이트와 유사한 전자파는 것을 설명합니다. plasmon 공명의 튜닝은 구멍의 기하학적 특성을 제어함으로써 이루어진다.
그들은 빛의 파장보다 작은 배 수천이며 표면 plasmons를 사용하여이 회절 한계 이상 갈 수 있다고 보여준 작은 광학 공진 공동을 소개합니다. 공진 충치는 현재 화학 analytes (농도)를 감지하는 표면 향상 라만 분광법을 위해 사용됩니다. "우리는 분광 신호를 증가에 유용한 강렬한 필드를 만들 수있는 그런 꽉 공간에 빛을 confining함으로써,"본드는 말했다.
이러한 디자인 특징 장점 번호를 제공합니다. 예를 들어, 기판의 감도는 연구자에게 큰 융통성을 제공하는 다른 파장으로, 조정, 또는 적응 수 있습니다.
SERS의 향상 이외 plasmonic 기판의 가능한 응용 프로그램 확장 가운데 서브 파장 plasmonic 레이저의 데모를 사용하고 있으며, 도형 요소와 함께 연주하여 태양 전지를위한 광대역 nanoantenna 배열.
그룹의 작품은 방위 고급 연구 프로젝트 기관 (DARPA)과 LLNL의 연구실 감독 연구 및 개발 (LDRD) 프로그램에 의해 재정 지원되었다.