DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2011.2.116542

ВПЛИВ ТОПОЛОГІЇ ПОВЕРХНІ МЕТАЛУ НА ЕФЕКТ SEIRA

О. М. Фесенко

Анотація


Проведено аналіз топології поверхні тонких металевих плівок та оцінено її
вплив на підсилення ІЧ поглинання молекул α-Gly в ефекті SEIRA. Показано, що максимальне підсилення ІЧ поглинання біологічних молекул забезпечують плівки золота товщиною 200–250 Е, з середнім розміром шорсткостей по висоті 10–20 Е, з протяжністю 200–900 Е, еліпсоїдальної форми. Ці експерименти дозволили підібрати оптимальні параметри шорстких поверхонь золота для отримання максимального підсилення ІЧ поглинання молекул α-Gly. Отримані результати можна вподальшому використати при створені чутливого ІЧ-сенсора на основі ефекту SEIRA для детектування малих кількостей речовини.


Ключові слова


α-Gly; SEIRA (Surface Enhanced Infrared Absorption — підсилення інфрачервоного поглинання металевою поверхнею); коефіцієнт підсилення ІЧ поглинання; поверхня золота; плазмони

Повний текст:

PDF

Посилання


Дмитрук М. Л., Кондратенко О. С., Коваленко С. А., Мамонтова І. Г. Класичний і топологічний розмірні ефекти в оптичних властивостях

тонких плівок золота // Фізика і хімія твердого тіла. — 2006. — Т.7, № 1. — С.39–44.

Борзяк П. Г., Кулюпин Ю. А. Электронные процессы в островковых металлических пленках. — К.: Наукова думка, 1980. — 237 с.

Harstain A., Kirtley J. R., Tsang J. C. Infrared absorption of the molecular monolayers with thin metal overlayers // Phys.Rev.Lett. — 1980. — Vol.45. — P.201–209.

Osawa M., Ikeda M. Surface-enhanced infrared absorption of p-nitro benzoic acid deposited on silver island films: contributions of electromagnetic and chemical mechanisms // J. Phys. Chem. — 1991. —

Vol.95. — P.9914–9919.

Osawa M. Surface–enhanced infrared absorption spectroscopy / Handbook of vibrational spectroscopy; Eds. J. M. Chalmers, P. R. Griffiths. — Chichester: Wiley, 2002. — Vol.1. — Bibliogr.: P.785–800.

Кособукин В. А. Коллективные эффекты в усилении внешного электрического поля на поверхности металлов // Серия физическая. — 1985. — Т.49, № 6. — С.1111–1120.

Борщ А. А., Бродин М. С., Волков В., Ляховецкий В. Р., Федорович Р. Д. Гигантская нелинейная рефракция в островковых пленках золота //

Письма в ЖЭТФ. — 2006. — Т.84, № 4. — С.248–250.

Osawa M., Ataka K. Electromagnetic mechanism of enhanced infrared absorption of molecules adsorbed on metal island films // Surf. Sci. — 1992. — Vol.262. — P. L118-L122.

Jensen T. R., Duyne R. P., Johnson S. A., Maroni V. A. Surface enhanced infrared spectroscopy: a comparison of metal island films with discrete and nondiscrete surface plasmons // Appl. Spectrosc. — 2000. — Vol.54. — P.371–377.

Nakao Y., Yamada H. Enhanced infrared ATR spectra of surface layers using metal films // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. — 1987. — Vol.45. — P.189–196.

Watayama T., Sakurai T., Ichikawa S., Suetaka W. Charge-transfer enhancement in infrared absorption of thiocyanate ions adsorbed on a gold electrode in the Kretschmann ATR configuration // Surf. Sci. — 1988. — Vol.198. — P. L359-L364.

Osawa M., Ataka K., Yoshii K., Nishikawa N. Surface-enhanced infrared spectroscopy: the origin of the absorption enhancement and band selection rule in the infrared spectra of molecules adsorbed on fine metal particles // Appl. Spectrosc. — 1993. — Vol.47. — P.1497–1502.

Osawa M. Dynamic processes in electrochemical reactions studied by surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRAS) // Bull. Chem. Soc. Jpn. — 1997. — Vol.70. — P.2861–2880.

Suetaka W. Surface infrared and Raman spectroscopy: methods and applications. — New York: Plenum Press, 1995. — 270 p.

Aspnes D. E., Kinsbron E., Bacon D. D. Optical properties of Au: sample effects // Phys. Rev. B. — 1980. — Vol.21. — P.3290–3299.

Дмитрук М. Л., Михайлик Т. А., Романюк В. Р. Морфологія та оптичні властивості острівцевих металевих плівок на поверхні напівпровідників // Фізика і хімія твердого тіла. — 2001. — T.2, № 2. — C.179–187.

Венгер Є. Ф., Гончаренко А. В., Дмитрук М. Л. Оптика малих частинок і дисперсних середовищ. — К: Наукова думка, 1999. — 347 с.

Дмитрук Н. Л., Литовченко В. Г., Стрижевский В. Л. Поверхностные поляритоны в полупроводниках и диэлектриках. — К.: Наукова

думка, 1989. — 375 с.

Кособукин В. А. Эффект усиления внешнего электрического поля вблизи поверхности металлов и его проявление в спектроскопи // Поверхность, физика, химия, механика. — 1983. — Т.12. — C.5–20.

Glick A. J., Yoker E. D. Theory of far-infrared absorption by small metallic particles // Phys. Rev. B. — 1978. — Vol.18, N6. — P.2490–2493.

Ruppin R. Far -infrared absorption by small metallic particles // Phys. Rev. B. — 1979. — Vol.19, N2. — P.1318–1321.

Lushnikov A. A., Maksimenko V. V., Simonov A. J. Electromagnetic surface modes in small metallic particles // Electromagnetic Surface Modes / Ed. A. D. Boardman. Chichester: Wiley, 1982. — P.304–343.

Fesenko O. M., Dovbeshko G. I., Shirshov Yu.M., Chegel V. I. Enhancement factor in SEIRA spectra of guanine and zwitterionic and monoionic form of — Glycine // Spectroscopy of Biological molecules (ECSBM): Proc. 11-th European Conf. Aschaffenburg, 3–8 Sept. 2005. — Aschaffenburg (Germany), 2005. — P.134.

Tomchuk P. M., Kulish V. V. Optical conductivity of metal nanoshells // J. of Phys. Studies. — 2004. — Vol.8, № .2. — P.127–136.




Copyright (c) 2011 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)