Plasmonic Sensing Characteristics of Gold Nanorods with Large Aspect Ratios.
Plasmonic Sensing Characteristics of Gold Nanorods with Large Aspect Ratios.
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大纵横比金纳米棒的等离子体传感特性
DOI：
10.3390/s18103458
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发表时间：
2018-10-15
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Deng S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhuang C;Xu Y;Xu N;Wen J;Chen H;Deng S
等离子体金纳米棒在当今最先进的等离子体传感技术中发挥着重要作用。之前的研究和应用大多集中在长宽比相对较小的金纳米棒上，其中等离子体激元波长小于900 nm。具有大纵横比的金纳米棒预计将表现出高折射率灵敏度（Langmir 2008, 24, 5233–5237），因此对于高性能等离子体化学和生物传感器的开发来说应该是有希望的。在这项研究中，我们开发了纵横比超过 7.9 的金纳米棒，其在 1064 nm 附近表现出等离子共振。通过改变其介电环境来评估这些纳米棒的折射率（RI）灵敏度，可以获得高达 473 nm/RIU（折射率单位）的灵敏度。此外，我们还证明了大纵横比纳米棒作为表面增强拉曼光谱（SERS）的有效基底，其中使用4-甲基苯硫醇（4-MBT）作为探针分子测量了高达9.47×108的增强因子（EF）。最后，通过将金纳米棒与聚苯乙烯（PS）聚合物结合，开发出一种柔性SERS基底。我们的研究获得的结果有利于近红外光谱区等离激元传感技术的发展。
Plasmonic gold nanorods play important roles in nowadays state-of-the-art plasmonic sensing techniques. Most of the previous studies and applications focused on gold nanorods with relatively small aspect ratios, where the plasmon wavelengths are smaller than 900 nm. Gold nanorods with large aspect ratios are predicted to exhibit high refractive-index sensitivity (Langmir 2008, 24, 5233–5237), which therefore should be promising for the development of high-performance plasmonic chemical- and bio-sensors. In this study, we developed gold nanorods with aspect ratios over 7.9, which exhibit plasmon resonances around 1064 nm. The refractive index (RI) sensitivity of these nanorods have been evaluated by varying their dielectric environment, whereby a sensitivity as high as 473 nm/RIU (refractive index unit) can be obtained. Furthermore, we have demonstrated the large-aspect-ratio nanorods as efficient substrate for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS), where an enhancement factor (EF) as high as 9.47 × 108 was measured using 4-methylbenzenethiol (4-MBT) as probe molecule. Finally, a type of flexible SERS substrate is developed by conjugating the gold nanorods with the polystyrene (PS) polymer. The results obtained in our study can benefit the development of plasmonic sensing techniques utilized in the near-infrared spectral region.
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