(a) Schematische weergave van het SERS -detectiemechanisme, met moleculen die in de nanogap zijn gevangen. (b) Schematisch diagram van het overdrachtsproces van nanogaps met micrometer periodiciteit op een flexibel substraat. Fe-SEM-afbeeldingen van het bovenaanzicht van de nanogap (c) vóór en (d) na stam (schaalstaven: 10 µm). (De inzet toont een close-up van een enkele opening van de bovenkant (schaal: 1 µm). Krediet: Geavanceerde optische materialen (2025). Doi: 10.1002/adom.202403021
Een onderzoeksteam dat is aangesloten bij de Nano Optics Group binnen het Department of Physics bij UNIST, heeft de succesvolle implementatie aangekondigd van een plasmonische structuur die in staat is om nauwkeurig nanometer-sized openingen aan te passen in reactie op temperatuurveranderingen. Deze technologie maakt realtime aanpassing van nanogaps mogelijk om te passen bij de grootte van moleculen, waardoor detectiemogelijkheden mogelijk zijn die conventionele sensoren aanzienlijk overtreffen.
De onderzoeksresultaten zijn geweest gepubliceerd Online in Geavanceerde optische materialen.
De in dit onderzoek ontwikkelde flexibele nanogapstructuren dienen als een belangrijk onderdeel in oppervlakte-verbeterde Raman-spectroscopie (SERS). SERS is een analytische techniek die gebruik maakt van een sterk nabij-veld gecreëerd door gelokaliseerde oppervlakte-plasmonresonantie geïnduceerd door invallende licht op metalen nanostructuren op basis van gouden dunne films, waardoor Raman-signalen van moleculen miljoenen keren versterken.
Door flexibele substraten te gebruiken, hebben onderzoekers de dynamische modulatie van nanogaps bereikt, waardoor de mogelijkheid werd geopend om effectief verschillende groottes van moleculen te analyseren die voorheen een uitdaging waren om te beoordelen.
Het onderzoeksteam ontwikkelde met succes een methode voor het aanpassen van nanogaps door middel van temperatuurregeling, het bereiken van een opmerkelijke verbeteringsfactor van ongeveer 10⁷ in SERS-signalen en het bereiken van een detectielimiet zo laag als 10⁻¹² M, geschikt voor detectie van één molecuul.
Dr. Mahsa Haddadi Moghaddam, die het onderzoek leidde, verklaarde: “Het vermogen om nanogaps nauwkeurig te besturen met behulp van temperatuurveranderingen stelt ons in staat om veel hogere gevoeligheid te bereiken dan conventionele SERS-sensoren. Deze technologie heeft een aanzienlijk potentieel, met name voor nauwkeurige analyses op het niveau van één molecuul en in verschillende milieu- en medische diagnostische toepassingen.”
Meer informatie:
Mahsa Haddadi Moghaddam et al, tuning 1d plasmonische kloof op nanometerschaal voor geavanceerde SERS -detectie, Geavanceerde optische materialen (2025). Doi: 10.1002/adom.202403021
Geboden door Ulsan National Institute of Science and Technology
