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A New Figure of Merit to Assess the SERS Enhancement Factor of Colloidal Gold Nanoparticle Aggregates

表面增强拉曼光谱 等离子体子 胶体金 功勋 纳米技术 材料科学 纳米颗粒 等离子纳米粒子 分析物 胶体 胶体金 拉曼光谱 表面等离子共振 拉曼散射 化学 光电子学 光学 色谱法 物理化学 物理
作者
Pablo A. Mercadal,Ezequiel R. Encina,Javier E.L. Villa,Eduardo A. Coronado
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (7): 4056-4065 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c09122
摘要

Plasmonic nanoparticle aggregates are one of the most widely employed nanostructures as colloidal surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates mainly due to their ability to generate huge near-field enhancements. However, the available definitions to determine the enhancement factor, a key parameter to quantitatively describe the quality of SERS substrates, exhibit important limitations to adequately describe the performance of colloidal plasmonic nanoparticle aggregates as SERS platforms. Herein, we introduce a new figure of merit named active concentration enhancement factor (ACEF) to assess the SERS enhancement factor of colloidal gold nanoparticle aggregates, which shows significant improvements to characterize the SERS performance with respect to formerly reported parameters. The determination of the analyte active concentration, that is, the concentration of analyte molecules that effectively contributes to the SERS signal, was achieved according to a strategy that involves a rigorous modeling of the extinction spectra of the colloidal gold nanoparticle aggregates. Furthermore, the experimentally obtained ACEF values can be directly compared with theoretically calculated electromagnetic field enhancement factors. We believe that the figure of merit introduced might help to strengthen the development and design of SERS substrates.

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