Идентификация «горячих точек» на поверхности металла

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли разработали технологию, позволяющую определять местоположение и энергетические свойства «горячих точек». В своем исследовании они использовали флуоресцирующие молекулы размером около одного нанометра в качестве зондов для исследования «горячих точек».

Свет, падающий на вещество, рассеивается. При этом изменяются характеристики светового потока. По характеру изменения свойств света можно судить о структуре и химическом составе вещества. Этот метод называется спектроскопией комбинационного рассеяния света, или рамановской спектроскопией. Несколько лет назад исследователи обнаружили, что чувствительность метода можно увеличить на несколько порядков, если адсорбировать частицы исследуемого вещества на шероховатой поверхности металла, как правило, серебра или золота. В этом случае частицы вещества начинают рассеивать свет интенсивнее, что позволяет обнаружить даже отдельную молекулу.

Этот эффект связывают с присутствием на поверхности металла «горячих точек» – наноразмерных областей, которые при воздействии света генерируют электромагнитное поле высокой интенсивности.

О том, какие именно неровности металла способны вести себя как «горячие точки», каковы размеры этих областей и от каких параметров зависят их свойства, до сих пор известно очень мало. «Горячую точку» на поверхности металла невозможно обнаружить с помощью оптического микроскопа, так как его максимальное разрешение — 200–300 нанометров (половина длины волны видимого света), а для исследования этих объектов требуется разрешение порядка одного-двух нанометров.

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли разработали технологию, позволяющую определять местоположение и энергетические свойства «горячих точек». В своем исследовании они использовали флуоресцирующие молекулы размером около одного нанометра в качестве зондов для исследования «горячих точек».

Исследователи помещали в раствор флуоресцентного красителя исследуемый образец: либо тонкую шероховатую пленку алюминия, либо осажденные на поверхности кварца кластеры наночастиц серебра. Измеряя интенсивность свечения частиц, исследователи пришли к выводу, что электромагнитное поле «горячей точки» уменьшается экспоненциально от ее центра к краям.

Разработанная технология поможет изучить взаимодействие света с различными веществами и будет хорошим инструментом для создания сенсоров, а также оптических устройств, способных к точнейшему контролю потока света.

Результаты исследований опубликованы в

1. Nature 469. 385–388. 20 January 2011. doi:10.1038/nature09698
2. Журнал «Российские нанотехнологии» № 3–4 2011 год.

Источник(и):

1. nanojournal.ru