Three-dimensional donut-like gold nanorings with multiple hot spots for surface-enhanced raman spectroscopy
Three-dimensional donut-like gold nanorings with multiple hot spots for surface-enhanced raman spectroscopy
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用于表面增强拉曼光谱的具有多个热点的三维甜甜圈状金纳米环
DOI：
10.1088/1361-6528/28/4/045303
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发表时间：
2017-01
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Huigao Duan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mengjie Zheng;Xupeng Zhu;Yiqin Chen;Quan Xiang;Huigao Duan
寻找表面增强拉曼光谱（Sers）的最佳基底对于单分子水平的检测应用具有重要意义。光刻等离子体纳米结构被认为能够实现均匀增强，因此在过去十年中引起了广泛的兴趣。在这项工作中，我们提出并证明了光刻三维（3D）甜甜圈状的金纳米环阵列作为Sers衬底的增强因子（EF）高达3.84 × 107。这种3D纳米环阵列可以使用电子束光刻定义的模板直接制造，而无需任何额外的剥离过程，因此有望实现超净金属表面。同时，与具有可比等离子体共振位置的平面对应物相比，3D配置允许多个热点用于改善Sers性能。系统的实验和模拟进行，以获得提高Sers性能的起源的理解。结果表明，具有多个热点的3D甜甜圈状金纳米环可以作为一种有前途的结构用于Sers应用。
Seeking for the best possible substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is of great interest for single-molecule-level detection applications. Lithographic plasmonic nanostructures are supposed to enable uniform enhancement and thus have attracted extensive interest in the past decade. In this work, we propose and demonstrate a lithographic three-dimensional (3D) donut-like gold nanoring array as a SERS substrate with an enhancement factor (EF) up to 3.84 × 107. This 3D nanoring array could be directly fabricated using electron-beam-lithography-defined templates without any additional lift-off process and thus promises ultraclean metallic surfaces. Meanwhile, the 3D configuration allows multiple hot spots for improving SERS performance compared to planar counterparts with comparable plasmon resonance position. Systematic experiments and simulations were conducted to gain understanding of the origin of the improved SERS performance. The results imply that the 3D donut-like gold nanorings with multiple hot spots can serve as a promising configuration for SERS applications.
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