Posted in | Nanoanalysis

Vingerafdrukken Nemend van Materialen Helpen de Natie Beveiligen

Published on November 9, 2010 at 12:39 AM

De onderzoekers van het Laboratorium kunnen een manier gevonden hebben om de spectroscopie Raman als hulpmiddel te verbeteren om substanties binnen uiterst te identificeren - lage concentraties. De Potentiële toepassingen voor de spectroscopie Raman omvatten medische diagnose, drug/chemische ontwikkeling, forensische geneeskunde en hoogst draagbare opsporingssystemen voor nationale veiligheid.

De capaciteit om molecules te identificeren bij lage concentraties met grote specificiteit en niet-invasieve, heeft niet-destructieve metingen te verstrekken geleid tot het stijgende gebruik van de spectroscopie Raman als toegelaten analytische techniek. Maar een tekortkoming van deze techniek is zijn gebrek aan gevoeligheid en betrouwbaarheid bij uiterst - lage concentraties geweest.

Van linkerzijde: Elaine Behymer, Tiziana (gezet) Bond en postdocs Allan Chang en Mihail Bora.

De spectroscopie van Raman bestaat uit het waarnemen van zich het verspreiden van licht, gewoonlijk van een laser, door molecules van een transparante substantie. Het verschil in de golflengte van verspreid licht en inherent licht kan gedetailleerde informatie over de aard van de substantie verstrekken.

„Het verspreiden zich Raman verstrekt een aardige vingerafdruk van materialen van belang voor nationale veiligheid,“ de bovengenoemde Band van Tiziana van het Centrum van LLNL voor Micro en Nano Technologie.

De Band en haar groep ontwikkelen de oppervlakte-verbeterde Raman spectroscopie (SERS), een methode die gevoeligheidsgrootteordes door signalen te verbeteren verhoogt. Terwijl het tonen van groot die potentieel, hebben de substraten voor SERS worden gebruikt, typisch geruwde metaaloppervlakten, veranderlijke signalen, tot hiertoe, beschouwd als onbetrouwbaar opgebracht. De geruwde oppervlakte verbetert de interactie van de molecule met het metaal. De uitdaging is geweest een manier te vinden om een substraat met eenvormige topografische eigenschappen te creëren die verenigbare signaalverhogingen opbrengen.

Sommige van dit die werk wordt in een document beschreven in de uitgave van September 2010 van Nanotechnologie getiteld „Strenge Oppervlakte Verbeterde Raman Spectrale Karakterisering van groot-Gebied, hoog-Uniformiteit, de zilveren-Met een laag bedekte Verminderde Series van Nanopillar van het Kiezelzuur wordt gepubliceerd,“ die door Band en haar groep in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Illinois bij Urbana-Open vlakte werd gepubliceerd.

De de Betere nano-bouwt technieken en methodes van de halfgeleidervervaardiging hebben de productie van substraten SERS toegelaten -- de de basislaag of textuur op 4 - aan 6 duimwafeltjes -- dat betrouwbaarder is. De sleutel is substraten met „reproduceerbaarheid“ voldoende voor betrouwbare analyse. De onderzoekers LLNL hebben gewerkt aan verscheidene technieken om een robuuster en eenvormig substraat te bereiken dat hoge gevoeligheid en reproduceerbaarheid handhaaft.

De Elektromagnetische en chemische verhogingen zijn twee factoren die totale verhoging SERS (met betrekking tot Raman) beïnvloeden. De eerste is sterker en geeft van de 106-108 omvangsverbeteringen rekenschap, terwijl de tweede typisch van 10-100 factoren de oorzaak is. Om de elektromagnetische gevolgen te exploiteren, moeten metaalnanostructures behoorlijk worden ontworpen.

In een artikel getiteld „Plasmon onderzoeken de Resonerende Holten in Verticale die Series Nanowire“ in Nano Brieven vroeger op het jaar worden gepubliceerd, de groep van de Band, een innovatief ontwerp gebruikend een verticaal een gouden-met een laag bedekt nanowire seriesubstraat dat sterke en controleerbare verhoging zou verstrekken. De innovatie van het team LLNL is de vervaardiging van „melodieuze“ plasmon resonerende holten in de verticale draadseries -- de holten zijn de ruimte tussen de verticale draden. Mihail Bora, een postdoc die van de groep van de Band een jaar geleden lid werd, is zwaar in dit deel geïmpliceerd van het project en verklaart dat oppervlakteplasmons elektromagnetische golven gelijkend op licht zijn, maar beperkt zijn zij op metaaloppervlakten. Het Stemmen van plasmon resonantie wordt bereikt door de geometrische afmetingen van de holte te controleren.

Zij introduceren de kleinste optische resonerende holte die duizenden tijden kleiner dan golflengte van licht en aangetoond is dat het mogelijk om verder dan deze diffractiegrens is te gaan door oppervlakteplasmons te gebruiken. De Resonerende holten worden momenteel gebruikt voor de oppervlakte verbeterde spectroscopie Raman om chemische analytes (concentratie) te ontdekken. „Door het licht in dergelijke strakke ruimten te beperken kunnen wij intense gebieden tot stand brengen die in het verhogen van het de spectroscopiesignaal nuttig zijn,“ bovengenoemde Band.

Deze ontwerpeigenschappen bieden een aantal voordelen aan. Bijvoorbeeld, laat het de gevoeligheid van de substraten toe om worden gestemd of, aan verschillende golflengten worden aangepast die onderzoekers grotere veelzijdigheid aanbieden.

Onder mogelijke toepassing laten de uitbreidingen van het plasmonic substraat voorbij de verhoging van SERS de demonstratie van sub-golflengte plasmonic lasers, en breedbandnanoantennaseries voor photovoltaics door met meetkundefactoren te spelen toe.

Het werk van de groep is gefinancierd door het Defensie Geavanceerde programma van de Projecten van het Onderzoek (DARPA) (LDRD) van het Agentschap en Geleide van het Onderzoek en van de Ontwikkeling van LLNL Laboratorium.

Last Update: 11. January 2012 20:34

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit