Reproduzierbare TERS-Spitzen mit einstellbarer plasmonischer Aktivität durch Dielektrophorese von Nanopartikeln

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Es wird ein Verfahren zur definierten Präparation von Abtastspitzen zur spitzen-verstärkten Ramanspektroskopie entwickelt, um reproduzierbar Spitzen mit einstellbaren plasmonischen Eigenschaften herzustellen. Die Raman-Spektroskopie erlaubt die spezifische und markerfreie Identifizierung von Molekülen. Der Nachteil der inhärenten geringen Empfindlichkeit dieser schwingungsspektroskopischen Methode kann durch einen spezifischen Verstärkungseffekt - induziert durch lokalisierte Oberflächenplasmonenpolaritonen - überwunden werden. Dieser Verstärkungseffekt lässt sich durch eine genau lokalisierte Metallstruktur an einer Rastersondenspitze mit Nanometergenauigkeit realisieren und zur Bildgebung mit entsprechend hoher Ortsauflösung (<20 nm) benutzen. Diese sogenannte Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) beweist bereits ein großes Potential in der Bioanalytik oder auch in der Einzelmolekülspektroskopie. Ein großes Problem stellt jedoch die Spitzenherstellung und ihre Reproduzierbarkeit dar. Das vorliegende Projekt untersucht daher einen neuartigen, reproduzierbaren Zugang zur Herstellung maßgeschneiderter TERS-Spitzen. Dabei werden vorgefertigte metallische Nanopartikel mit genau definierten plasmonischen Eigenschaften durch Dielektrophorese gezielt einzeln an der Spitze von AFM-Abtastsonden immobilisiert und mit Hilfe von spektroskopischen Methoden hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften charakterisiert.