Observatie en analyse van de blinkende oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing

Oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing (SERS) is zeer gevoelige Ramanspectroscopie van een oppervlak met edelmetaal. Aangezien de Raman-spectrum vindt u gedetailleerde informatie over moleculaire structuur op basis van de standpunten van de scherpe piek en door de vibrationele modi van functionele groepen in de moleculen, kan de informatie van een enkel molecuul op een metalen oppervlak worden onderzocht. met behulp van SERS^1,2,3. Van een zilveren nanoaggregate met een adsorbate op het niveau van de single-molecuul, wordt een knipperende signaal waargenomen^{1,2,3,4,5,6, 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16}en het spectrum fluctueert^{1,2,3,4,5,6,7,8, 9,10,11,12,13,14}. Knipperen kan worden opgewekt door een enkel molecuul dat willekeurig in en uit een verbeterde elektromagnetische (EM) veld op een kruispunt van nanometer-gerangschikte zilveren nanoaggregate beweegt. Daarom, knippert wordt beschouwd als eenvoudige aanwijzingen voor de single-molecuul detectie, vergeleken met een techniek met behulp van een Poisson-verdeling van de SERS intensiteiten en een bi-analyt^2,3,17. De precieze werking van de knipperende en schommelende spectrum, die sterk van moleculaire gedrag op het oppervlak van de Ag afhangen kan, zijn echter nog steeds controversieel.

In eerdere studies, heeft knipperende SERS zijn geanalyseerd met behulp van de autocorrelatiefunctie, die berekenen van kan de coëfficiënt van de verspreiding en de concentratie van moleculen bewegen in en uit een verbeterde EM veld^12,13,14 . Bovendien heeft een genormaliseerde standaard deviatie score, die vertegenwoordigt de instabiliteit in de totale intensiteit, is afgeleid van het profiel van de tijd van de signaal-¹⁵. Deze analytische benaderingen kunnen echter worden gebaseerd op het gedrag van een paar moleculen. In tegenstelling, in een super resolutie beeldvorming van knipperen SERS, kunnen single-molecuul gedrag in een verbeterde EM-veld geïdentificeerde¹⁶. Deze technieken kunnen echter dergelijke parameters slechts in een verbeterde EM-veld. Het willekeurige gedrag van een enkel molecuul binnen een breed scala (bijvoorbeeld in het knipperende SERS) kan worden weergegeven als een machtswet in plaats van een gemiddelde^{4,5,6,7,8 ,9,10,11}, vergelijkbaar met knipperende fluorescentie van een enkele halfgeleider quantum dot (QD)^18,19. Met behulp van een power wet analyse^{4,5,6,7,8,9,10,11}, moleculaire gedrag kan worden geraamd in zowel de lichte staat (in de verbeterde EM-veld) en de donkere staat¹⁰; dat wil zeggen kan het gedrag van het molecuul over het gehele oppervlak van de zilveren worden geschat.

Voor deze techniek, zilveren colloïdaal nanoaggregates zijn gebruikte^{4,5,6,7,8,9,10,11}. Deze nanoaggregates tonen verschillende gelokaliseerde oppervlakte plasmon resonantie (LSPR) bands die sterk verbeterde elektromagnetische velden van invloed op wanneer ze enthousiast bij bepaalde golflengten zijn. SERS-actieve zilver nanodeeltjes in colloïdale suspensie, en sommige gegevens bestaan kan dus onmiddellijk worden verkregen. In het geval van eenvoudige nanostructuren, die specifieke maten, vormen en regelingen hebben, kan de afhankelijkheid van de LSPR van SERS knipperen verbergen andere verslaafdheden⁷; namelijk als de nanostructuur van het goed of slecht aan LSPR wordt gebruikt, de parameters zullen constant, en de andere verslaafdheden zal daarom worden verborgen. Power wet analyse is gebruikt om te ontdekken van de verschillende verslaafdheden van de knipperende SERS van zilveren colloïdaal nanoaggregates^{4,5,6,7,8, 9 , 10 , 11}.