scholarly journals Fabrication of highly uniform nanoprobe via the automated process for tip-enhanced Raman spectroscopy

Nanophotonics ◽  
2020 ◽  
Vol 9 (9) ◽  
pp. 2989-2996
Author(s):  
Dong Hyeon Kim ◽  
Chanwoo Lee ◽  
Byeong Geun Jeong ◽  
Sung Hyuk Kim ◽  
Mun Seok Jeong

AbstractIn a tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) system, using a sharp nanotip that comprises a noble metal is critical to attaining high spatial resolution and highly enhanced Raman scattering. A strongly acidic solution is typically used to fabricate gold nanotips in a quick and reliable manner. However, using an acidic solution could corrode the etching system, thereby posing hazardous problems. Therefore, both the corrosion of the etching system and human error induced by the conventional method considerably decrease the quality and reproducibility of the tip. In this study, we significantly increased the reproducibility of tip fabrication by automating the electrochemical etching system. In addition, we optimized the etching conditions for an etchant that comprised a KCl solution to which ethanol was added to overcome the limitations of the acidic etchant. The automated etching system significantly increases the yield rate of tip-fabrication reproducibility from 65 to 95%. The standard deviation of the radius of curvature decreased to 7.3 nm with an average radius of curvature of 30 nm. Accordingly, the automated electrochemical etching system might improve the efficiency of TERS.

2018 ◽  
Vol 9 ◽  
pp. 2718-2729 ◽  
Author(s):  
Antonino Foti ◽  
Francesco Barreca ◽  
Enza Fazio ◽  
Cristiano D’Andrea ◽  
Paolo Matteini ◽  
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Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) has become a well-applied technique for nanospectroscopy, allowing for single molecule sensitivity with sub-nanometer spatial resolution. The demand for efficient, reproducible and cost-effective probes for TERS is increasing. Here we report on a new electrochemical etching protocol to fabricate TERS tips starting from 125 µm diameter gold wires in a reproducible way. The process is reliable (50% of the tips have radius of curvature <35 nm, 66% <80 nm), fast (less than 2 min) and 2.5 times cheaper than the etching of standard 250 µm diameter wires. The TERS performance of the tips is tested on dyes, pigments and biomolecules and enhancement factors higher than 105 are observed. TERS mapping with a spatial resolution of 5 nm is demonstrated.


2018 ◽  
Vol 8 (11) ◽  
pp. 2026 ◽  
Author(s):  
Jingang Wang ◽  
Wenhua Qiao ◽  
Xijiao Mu

Plasmon-driven chemical reactions have been a prospective field for surface plasmon resonance and tip-enhanced Raman scattering. In this review, the principles of tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) are first introduced. Following this, the use of Au TERS for plasmon-driven synthesis catalysis is introduced. Finally, the use of Au TERS for catalysis of dissociation reactions is discussed. This review can provide a deeper understanding of Au TERS for plasmon-driven catalysis.


2017 ◽  
Vol 46 (13) ◽  
pp. 4020-4041 ◽  
Author(s):  
Xiang Wang ◽  
Sheng-Chao Huang ◽  
Teng-Xiang Huang ◽  
Hai-Sheng Su ◽  
Jin-Hui Zhong ◽  
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TERS offers the high spatial resolution to establish structure-function correlation for surfaces and interfaces.


2013 ◽  
Vol 84 (7) ◽  
pp. 073702 ◽  
Author(s):  
Manuel Lopes ◽  
Timothée Toury ◽  
Marc Lamy de La Chapelle ◽  
Francesco Bonaccorso ◽  
Pietro Giuseppe Gucciardi

2016 ◽  
Author(s):  
◽  
María Celeste Dalfovo

Existe una gran necesidad de detectar analitos en diversas áreas tales como el monitoreo ambiental, el diagnóstico de enfermedades, la seguridad en alimentos, hasta potenciales amenazas químicas y biológicas, las cuales demandan a la ciencia y tecnología a que se desarrollen nuevos materiales (dispositivos) que posean propiedades superlativas. En este contexto, la presente Tesis aborda el uso de plataformas sensibles las cuales emplean nanopartículas (NPs) protegidas con grupos orgánicos y grafeno (G) en su parte constitutiva. Cabe mencionar que, las obtenciones de los nanomateriales se realizaron íntegramente en el laboratorio a través de métodos de síntesis química y por deposición química de vapores (CVD), respectivamente. En primer lugar, se desarrollaron sensores ópticos explotando las propiedades plasmónicas de las NPs, los que permitieron la detección de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) y una mejora sustancial de la selectividad del sensor. A su vez, en aspectos de ciencia básica, se exploró en el mecanismo de sensado a través de técnicas convencionales tales como FT-IR, como así también con el uso de técnicas más sofisticadas y sensibles como GISAXS y XANES. Lo cual permitió explorar “en tiempo real” cuestiones como la organización de la cadena orgánica que rodea a las NPs (desplazamientos en el numero de onda), los cambios de color (plasmones) a través de cambios en la distancia entre centros metálicos, y la restructuración de la película frente a la presencia de analitos polares y no-polares. En segundo lugar, conociendo que grafeno presenta una nube de electrones-π, los cuales están confinados en una superficie bidimensional, se diseñaron plataformas para mejorar técnicas de superficie tales como SERS (surface-enhanced Raman scattering) y TERS (tip-enhanced Raman spectroscopy). Las mismas se construyeron utilizando grafeno (G), NPs metálicas y combinaciones de ambos (G + NPs) conocidas como heterojunciones, para la detección de bajas concentraciones de analitos de interés. Por último, se emplearon plataformas híbridas en estado sólido conformadas de G y NPs de metales de transición (Pd, Pt y aleaciones entre Pd/Pt) contribuyendo a la compresión en la interacción entre el H2 y los centros metálicos, lo cual permitirá conocer con mayor profundidad cuestiones relacionadas al sensado, catálisis y potenciales usos de este sistema en almacenamiento de energía.


2008 ◽  
Author(s):  
K. J. Yi ◽  
X. N. He ◽  
W. Q. Yang ◽  
Y. S. Zhou ◽  
W. Xiong ◽  
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