Коммутируемые серебряные наноструктуры контролируемые с помощью АСМ

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Под электромагнитным возбуждением понимают проявление металлическими наночастицами (НЧ) поверхностной плазмонной резонансной локализации (ППРЛ), которая возникает из-за коллективного резонансного колебания проводящих электронов. Электрическое поле наночастиц в резонансе характеризуется повышением излучательной (рассеяние) и безызлучательной (поглощение) составляющей, и с помощью сближающегося поля происходит повышение улучшений на наноуровне. Благородные металлы, такие как наночастицы серебра, золота хорошо известны поверхностной плазмоидной резонансной локализацией на оптических частотах, ведущей к увеличению спектра применения в биологическом и химическом зондировании, поверхности повышенного комбинационного или фотоэлектрического рассеяния. Их спектральный отклик сильно зависит от природы металла, размера, формы и пространственного расположения наночастиц и их диэлектрической среды. Во многих приложениях, точный контроль этих параметров является главным видом для настройки оптических свойств. Различные сканирующие методы основанные на зондовой микроскопии были разработаны для того, чтобы контролировать пространственное расположение различных по форме металлических частиц.

Суть перьевой нанолитографии состоит в нанесении чернил, содержащих уже сформированные наночастицы или соль металла, на различные поверхности с помощью зонда атомно-силового микроскопа (АСМ), в результате чего образуются металлические структуры нанодиапазона. Другой подход, без использования «чернил», где соль металла непосредственно входит в состав плёнки и наночастицы создаются посредством электрохимического процесса. При подаче электрического потенциала между электродами, образованными проводящим зондом АСМ и подложкой.

Образцы состоят из мезопористого слоя диоксида кремния, пропитанного нитратом серебра, нанесенного на слой оксида индия-олова находящегося на стеклянной подложке. Мезопористые кремниевые пленки готовятся с помощью процесса золь-гель при комнатной температуре, описанного в работе 1. Эти пленки имеют толщину 200 ± 20 нм (измерена с помощью Veeco Dektak 3 ST прибора для измерения профиля поверхности), шероховатость поверхности порядка 7 ± 1 нм, измеренная с помощью АСМ на площадке 25 мкм2, и размер мезопор 7.5 ± 2.5 нм, полученный из изображения вида сверху посредством сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Мезопоры соединены между собой благодаря микропористости в кремниевой пластине. Таким образом плёнка, может быть использована в качестве резервуара для предшествующего металлического раствора. Пленки пропитывают ионнами нитрата серебра 0,5 М раствора (вода / этанол 1: 1) путем вымачивания образцов в растворе в течении 30 мин при воздействии ультразвука. Затем образцы промывались дистиллированной водой для удаления избытка соли серебра с поверхности и высушивались в атмосфере N2. В завершении образцы хранились в условиях высокой влажности (выше, чем 50% относительной влажности). Серебряные наноструктуры были получены путем применения напряжения смещения E между проводящим зондом с платино-иридиевым покрытием (ANSCM-СТ-20, радиус кривизны <30 нм, жесткость кантилевера ? 1-5 нм) и пленкой оксида индия-олова. АСМ (Agilent 5500) использовался как в прерывисто-контактном, так и в контактном режиме. В прерывисто-контактном режиме напряжение смещения прикладывается к зонду, сохраняя слой оксида индия-олова заземленным. В контактном режиме напряжение прикладывается к слою оксида индия-олова, зонд заземлен. Для большей ясности указано электрическое напряжение зонда по отношению к подложке. Все эксперименты проводились при (65 ± 5)% относительной влажности, для обеспечения наличия адсорбированного слоя воды на поверхности пленки.

Литература

нанолитография электрический микроскоп резонанс

1. Бэтти Ю.; Десточес Н.; Чассагну Ф.; Джэймон Д.; Боис Л.; Монкоффри Н.; Тюльхот Н. Оптические свойства наночастиц серебра термически выращенных в мезоструктурированных гибридных пленках. Opt. Mater. Express 2011, 1, 1019-1033.

2. Battie, Y.; Destouches, N.; Chassagneux, F.; Jamon, D.; Bois, L.; Moncoffre, N.; Toulhoat, N. Optical Properties of Silver Nanoparticles Thermally Grown in a Mesostructured Hybrid Silica Film. Opt. Mater. Express 2011, 1, 1019?1033.

Размещено на Allbest.ru