zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1665Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ НАНОСТРУКТУРSPECTROSCOPY OF NANOSTRUCTUREУсиление сигнала гигантского комбинационного рассеяния света монослоя органических молекул в сандвич-структурах на основе плазмонных нанопластин серебраAmplification of the Signal of Surface- Enhanced Raman Scattering from a Monolayer of Organic Molecules in Sandwich Structures Based on Plasmonic Silver NanoplatesМалаховскийП. О.MalakhovskyP. O.

Минск

Minsk

pashkamusic@gmail.comРоманенкоА. А.RamanenkaА. А.

Минск

Minsk

АртемьевМ. В.ArtemyevM. V.

Минск

Minsk

Учреждение БГУ “Научно-исследовательский институт физико-химических проблем”Research Institute for Physical Chemical Problems of the Belarusian State UniversityИнститут физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus202422102024915675681Copyright © Малаховский П.О., Романенко А.А., Артемьев М.В., 20242024Малаховский П.О., Романенко А.А., Артемьев М.В.Malakhovsky P.O., Ramanenka А.А., Artemyev M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1665

   Разработана оригинальная методика формирования бислойных сандвич-структур на основе монослоев латерально ориентированных плазмонных нанопластин серебра, электростатически осажденных на поверхность тонких полимерных пленок. Установлена линейная зависимость сигнала гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) света аналита (4-меркаптобензойной кислоты) в лигандном слое нанопластин серебра от поверхностной концентрации нанопластин в монослое. Показано двукратное усиление ГКР-сигнала от аналита, находящегося в зазоре между монослоями нанопластин серебра в бислойных сандвич-структурах, относительно сигнала с одного монослоя нанопластин серебра при идентичной поверхностной концентрации молекул аналита.

   A novel technique was developed for fabrication of bilayer sandwich-type structures based on monolayers of laterally oriented silver nanoplates electrostatically deposited onto thin polymer films. We demonstrate a linear dependence of surface-enhanced Raman scattering (SERS) signal of 4-mercaptobenzoic acid ligand layer on surface concentration of deposited silver nanoplates in monolayer. We show the twofold enhancement of surface-enhanced Raman scattering signal of analyte, which is placed in the gaps between silver nanoplates monolayers in bilayer sandwich structures, comparing to the signal from a single silver nanoplates monolayer, with identical surface concentration of analyte molecules.

гигантское комбинационное рассеяниенанопластина серебраэлектростатическое осаждениесандвич-структураsurface-enhanced Raman scatteringcolloidal silver nanoplateselectrostatic depositionsandwich-type structureРабота выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований в рамках проекта Х22М-051 и частичном финансировании в рамках задания 2.1.04.01 ГПНИ “Химические процессы, реагенты и технологии, биорегуляторы и биооргхимия”The work was carried out with the financial support of the Belarusian Republican Foundation for Basic Research within the framework of the X22M-051 project and partial financing within the framework of the assignment 2.1.04.01 GPNI “Chemical processes, reagents and technologies, bioregulators and bioorgchemistry”ReferencesJ. Langer, D. Jimenez de Aberasturi, J. Aizpurua, R. A. Alvarez-Puebla, B. Auguié, J. J. Baumberg, G. C. Bazan, S. E. J. Bell, A. Boisen, A. G. Brolo, J. Choo, D. Cialla-May, V. Deckert, L. Fabris, K. Faulds, F. J. García de Abajo, R. Goodacre, D. Graham, A. J. Haes, C. L. Haynes, C. Huck, T. Itoh, M. Käll, J. Kneipp, Nicholas A. Kotov, H. Kuang, E. C. Le Ru, H. Kwee Lee, J.-F. Li, X. Y. Ling, S. A. Maier, T. Mayerhöfer, M. Moskovits, K. Murakoshi, J.-M. Nam, S. Nie, Y. Ozaki, I. Pastoriza-Santos, J. Perez-Juste, J. Popp, A. Pucci, S. Reich, B. Ren, G. C. Schatz, T. Shegai, S. Schlücker, L.-L. Tay, K. G. Thomas, Z.-Q. Tian, R. P. Van Duyne, T. Vo-Dinh, Y. Wang, K. A. Willets, C. Xu, H. Xu, Y. Xu, Y. S. Yamamoto, B. Zhao, L. M. Liz-Marzán. ACS Nano, 14 (2020) 28—117J. Langer, D. Jimenez de Aberasturi, J. Aizpurua, R. A. Alvarez-Puebla, B. Auguié, J. J. Baumberg, G. C. Bazan, S. E. J. Bell, A. Boisen, A. G. Brolo, J. Choo, D. Cialla-May, V. Deckert, L. Fabris, K. Faulds, F. J. García de Abajo, R. Goodacre, D. Graham, A. J. Haes, C. L. Haynes, C. Huck, T. Itoh, M. Käll, J. Kneipp, Nicholas A. Kotov, H. Kuang, E. C. Le Ru, H. Kwee Lee, J.-F. Li, X. Y. Ling, S. A. Maier, T. Mayerhöfer, M. Moskovits, K. Murakoshi, J.-M. Nam, S. Nie, Y. Ozaki, I. Pastoriza-Santos, J. Perez-Juste, J. Popp, A. Pucci, S. Reich, B. Ren, G. C. Schatz, T. Shegai, S. Schlücker, L.-L. Tay, K. G. Thomas, Z.-Q. Tian, R. P. Van Duyne, T. Vo-Dinh, Y. Wang, K. A. Willets, C. Xu, H. Xu, Y. Xu, Y. S. Yamamoto, B. Zhao, L. M. Liz-Marzán. ACS Nano, 14 (2020) 28—117S. Schlücker. Angew. Chem. Int. Ed., 53 (2014) 4756—4795S. Schlücker. Angew. Chem. Int. Ed., 53 (2014) 4756—4795M. Futamata, M. Ishikura, C. Iida, S. Handa. Faraday Discuss., 178 (2015) 203—220M. Futamata, M. Ishikura, C. Iida, S. Handa. Faraday Discuss., 178 (2015) 203—220N. G. Khlebtsov, L. Lin, B. N. Khlebtsov, J. Ye. Theranostics, 10 (2020) 2067—2094N. G. Khlebtsov, L. Lin, B. N. Khlebtsov, J. Ye. Theranostics, 10 (2020) 2067—2094S. M. Stranahan, E. J. Titus, K. A. Willets. J. Phys. Chem. Lett., 2 (2011) 2711—2715S. M. Stranahan, E. J. Titus, K. A. Willets. J. Phys. Chem. Lett., 2 (2011) 2711—2715J. Smolsky, S. Kaur, C. Hayashi, S. K. Batra, A. V. Krasnoslobodtsev. Biosensors, 7 (2017) 7J. Smolsky, S. Kaur, C. Hayashi, S. K. Batra, A. V. Krasnoslobodtsev. Biosensors, 7 (2017) 7S. E. J. Bell, M. R. McCourt. Phys. Chem. Chem. Phys., 11 (2009) 7348—7349S. E. J. Bell, M. R. McCourt. Phys. Chem. Chem. Phys., 11 (2009) 7348—7349O. S. Kulakovich, E. V. Shabunya-Klyachkovskaya, A. S. Matsukovich, L. L. Trotsiuk, S. V. Gaponenko. J. Appl. Spectrosc., 83 (2016) 860—863O. S. Kulakovich, E. V. Shabunya-Klyachkovskaya, A. S. Matsukovich, L. L. Trotsiuk, S. V. Gaponenko. J. Appl. Spectrosc., 83 (2016) 860—863S. Schlucker [ed.]. Surface Enhanced Raman Spectroscopy: Analytical, Biophysical and Life Science Applications, Weinheim, Wiley-VCH (2011) 3—4S. Schlucker [ed.]. Surface Enhanced Raman Spectroscopy: Analytical, Biophysical and Life Science Applications, Weinheim, Wiley-VCH (2011) 3—4S.-H. Ciou, Y.-W. Cao, H.-C. Huang, D.-Y. Su, C.-L. Huang. J. Phys. Chem. C, 113 (2009) 9520—9525S.-H. Ciou, Y.-W. Cao, H.-C. Huang, D.-Y. Su, C.-L. Huang. J. Phys. Chem. C, 113 (2009) 9520—9525Q. Zhang, N. Li, J. Goebl, Z. Lu, Y. Yin. J. Am. Chem. Soc., 133 (2011) 18931—18939Q. Zhang, N. Li, J. Goebl, Z. Lu, Y. Yin. J. Am. Chem. Soc., 133 (2011) 18931—18939A. D. McFarland, M. A. Young, J. A. Dieringer, R. P. Van Duyne. J. Phys. Chem. C, 109 (2005) 11279—11285A. D. McFarland, M. A. Young, J. A. Dieringer, R. P. Van Duyne. J. Phys. Chem. C, 109 (2005) 11279—11285X. Zou, S. Dong. J. Phys. Chem. B, 110 (2006) 21545—21550X. Zou, S. Dong. J. Phys. Chem. B, 110 (2006) 21545—21550T. A. Mai Ngoc, D. T. D. Nguyen, V. K. T. Ngo, P. P. Nguyen Thi, D. H. Nguyen, M. T. Nguyen-Le. Plasmonics, 15 (2020) 2185—2194[T. A. Mai Ngoc, D. T. D. Nguyen, V. K. T. Ngo, P. P. Nguyen Thi, D. H. Nguyen, M. T. Nguyen-Le. Plasmonics, 15 (2020) 2185—2194[C. H. Zhang, J. Zhu, J. J. Li, J. W. Zhao. ACS Appl. Mater. Interfaces, 9 (2017) 17387—17398C. H. Zhang, J. Zhu, J. J. Li, J. W. Zhao. ACS Appl. Mater. Interfaces, 9 (2017) 17387—17398P. Malakhovsky, I. Reznikov, D. Murausky, M. Artemyev. J. Phys. Chem. C, 127 (2023) 20398—20410P. Malakhovsky, I. Reznikov, D. Murausky, M. Artemyev. J. Phys. Chem. C, 127 (2023) 20398—20410P. Malakhovsky, D. Murausky, D. Guzatov, S. Gaponenko, M. Artemyev. Z. Phys. Chem., 235 (2021) 1831—1848P. Malakhovsky, D. Murausky, D. Guzatov, S. Gaponenko, M. Artemyev. Z. Phys. Chem., 235 (2021) 1831—1848X. Li, X. Tian, S. Liu, C. Wu, Y. Han, L. Meng, L. Song, Y. Zhang. J. Mater. Sci., 55 (2020) 14019—14030X. Li, X. Tian, S. Liu, C. Wu, Y. Han, L. Meng, L. Song, Y. Zhang. J. Mater. Sci., 55 (2020) 14019—14030X. Zhang, Z. Yu, W. Ji, H. Sui, Q. Cong, X. Wang, B. Zhao. J. Phys. Chem. C, 119 (2015) 22439—22444X. Zhang, Z. Yu, W. Ji, H. Sui, Q. Cong, X. Wang, B. Zhao. J. Phys. Chem. C, 119 (2015) 22439—22444S. Zhu, C. Fan, J. Wang, J. He, E. Liang. Appl. Phys. A Mater. Sci. Process, 117 (2014) 1075—1083S. Zhu, C. Fan, J. Wang, J. He, E. Liang. Appl. Phys. A Mater. Sci. Process, 117 (2014) 1075—1083J. S. Suh, J. Kim. J. Raman Spectrosc., 29 (1998) 143—148J. S. Suh, J. Kim. J. Raman Spectrosc., 29 (1998) 143—148T. Mostowtt, J. Munoz, B. McCord. Analyst, 144 (2019) 6404—6414T. Mostowtt, J. Munoz, B. McCord. Analyst, 144 (2019) 6404—6414P. Fenter, P. Eisenberger, J. Li, N. Camillone III, S. Bernasek, G. Scoles, T. A. Ramanarayanan, K. S. Liang. Langmuir, 7 (1991) 2013—2016P. Fenter, P. Eisenberger, J. Li, N. Camillone III, S. Bernasek, G. Scoles, T. A. Ramanarayanan, K. S. Liang. Langmuir, 7 (1991) 2013—2016B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeev, M. Y. Tsvetkov, V. N. Bagratashvili, N. G. Khlebtsov. J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 23162—23171B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeev, M. Y. Tsvetkov, V. N. Bagratashvili, N. G. Khlebtsov. J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 23162—23171

The authors declare that there are no conflicts of interest present.