محققان در موسسه مهندسی و تحقیق مواد A*STAR به رهبری سودهیرانجان تریپاثی و همکاران‌شان در مرکز ملی تحقیق علمی در فرانسه، نشان داده‌اند که جفت‌شدگی نانوذرات با تشدیدکننده‌های هدفمند عملکرد طیف‌بینی رامان را تقویت می‌کند.
نانوذرات طیف بینی رامان را بهبود می‌دهند
محققان در موسسه مهندسی و تحقیق مواد A*STAR به رهبری سودهیرانجان تریپاثی
و همکاران‌شان در مرکز ملی تحقیق علمی در فرانسه، نشان داده‌اند که
جفت‌شدگی نانوذرات با تشدیدکننده‌های هدفمند عملکرد طیف‌بینی رامان را
تقویت می‌کند.
طیف‌بینی رامان یک تکنیک قوی برای تجزیه و تحلیل ساختار اتمی مبتنی بر پخش
غیرارتجاعی نور از مولکول‌ها است و کاربردهای مختلفی از جمله تصویربرداری
پزشکی و حسگری شیمیایی دارد. محققان متوجه شده‌اند که نانوساختارها
می‌توانند اثر پخش رامان را تقویت کرده و بنابراین حساسیت این تکنیک را
بهبود دهند.
شرح شماتیکی از کره‌های نانوذره‌ای طلا روی یک مجموعه سه‌تایی از نانودیسک‌های طلا.
این مجموعه سه‌تایی نوسان‌های صوتی را تقویت می‌کند و بدین‌وسیله پخش نور از این
کره‌ها را بهبود می‌دهد.
نوسان‌های صوتی با تحریک نوسان‌های الکترونی جمعی معروف به پلاسمون‌های سطحی، که
پخش نور را بهبود می‌دهند؛ می‌توانند باعث تقویت بهتر اثر پخش رامان شوند. بویژه
نشان داده شده است که پخش نور ممکن است بوسیله نانوذرات نوسان‌کننده همراه با
تشدیدکننده‌های هدفمند، تقویت شود؛ اما تاکنون در مورد برهم‌کنش‌هایی که در طول
چنین نوسان‌هایی اتفاق می‌افتد، درک درستی وجود نداشته است.
اکنون محققان سنگاپوری و فرانسوی کشف کرده‌اند که چگونه برهم‌کنش‌های بین
پلاسمون‌های سطحی تولید شده بوسیله یک مجموعه سه‌تایی از نانودیسک‌های طلا و
نوسان‌های صوتی در نانوذرات طلای کروی، می‌توانند اثر پخش رامان را تقویت کنند.
این محققان پخش رامان را از این نانوذرات طلا با و بدون آرایش دادن این مجموعه‌های
سه‌تایی طلا، اندازه‌گیری کردند. این گروه موقعی که نانوذرات نوسان‌کننده با این
تشدیدکننده‌های سه‌تایی جفت شدند، افزایش قابل‌توجهی در شدت پخش مشاهده کرد. این
مجموعه‌های سه‌تایی بطور موثری مانند بلندگوها عمل کرده و پخش نور از این ذرات را
تقویت می‌کنند (شکل را ببینید).
آدنن ملایاه، یکی از این محققان، می‌گوید: “این تقویت در پخش نور به ما اجازه
می‌دهد که هشت ویژگی رامان مرتبط با مدهای نوسانی این نانوذرات طلای کروی را
اندازه‌گیری کنیم. معمولا دو یا سه ویژگی در آزمایش‌های رامان فرکانس پایین
استاندارد مشاهده می‌شود.”
این شدت پخش تقویت شده به “نقاط داغ” در میدان الکتریکی این مجموعه سه‌تایی که منجر
به تحریک بیشتر پلاسمون‌ها می‌شوند، نسبت داده می‌شود. در مطالعه‌های قبلی فقط روی
نانوذرات بعنوان منبع پلاسمون‌های سطحی تمرکز شده بود. این اولین مطالعه است که دو
منبع مختلف (نوسان‌های صوتی و پلاسمون‌های سطحی) را برای ایجاد اثرهای مفید استفاده
می‌کند.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر
کرده‌اند.
