Nanoparticles/Parabolic Nanobowl Hybrid Structure as a Surface-Enhanced Raman Scattering Substrate: Insights Using the FDTD Method

时域有限差分法 拉曼散射 基质(水族馆) 纳米颗粒 材料科学 电场 表面等离子共振 等离子体子 表面等离子体激元 拉曼光谱 散射 曲率 纳米技术 介电常数 表面等离子体子 光电子学 光学 电介质 物理 几何学 地质学 海洋学 量子力学 数学
作者
Jinqiao Lu,Zhang De,Qiang Chen,Ziyang Shang,Jie Huang,Pei Liang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:126 (33): 14211-14218 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.2c04250
摘要

Nanobowl structures are commonly used as substrates for surface-enhanced Raman scattering (SERS) detection due to their high plasmonic activity. In this work, we introduce and investigate a superenhancing potential structure, nanoparticles (NPs) in a parabolic nanobowl (PNB). Moreover, the optimal parameters of the NPs in the PNB structure are obtained and the origin of plasmon enhancement is analyzed. The electric field distribution and the electromagnetic field enhancement factor MSERS of the PNB structure are obtained via the finite-difference time-domain (FDTD) method. We found that the electric field enhancement originated from the coupling of the surface plasmon polariton (SPP) within the PNB and the interstitial local surface plasmon resonance (LSPR) of the nanoparticles. By manipulating the curvature of the PNB, the size of the NPs, and the materials of the NPs in PNB structures, the plasmon resonance of both NPs and the PNB became strongest. When the curvature of the PNB is 2.9 μm–1, the wide-range enhancive electromagnetic field generated at the bottom of the PNB couples best with the LSPR of the NPs. The NP size is recommended to be in the range of 46–56 nm. For the choice of materials, it is found that the maximum enhancement is on the order of 1010 when noble metals Au and Ag are used as the materials of the PNB and NPs. Since the permittivity imaginary part of Si is closer to zero, a maximum enhancement factor reaching 1011 magnitude is obtained when Si is used as the material of the PNB. These results indicate that the PNB structure shows powerful SERS enhancement and is expected to be applied to the detection of environmental pollutants, such as microplastics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
PPSlu完成签到,获得积分10
1秒前
孤独听荷完成签到,获得积分10
1秒前
刚好夏天完成签到 ,获得积分0
2秒前
小李博士发布了新的文献求助10
2秒前
mathmatical发布了新的文献求助10
2秒前
jjj完成签到,获得积分10
2秒前
Alice发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
芭乐发布了新的文献求助10
3秒前
思源应助MW采纳,获得10
3秒前
Liadon完成签到,获得积分10
3秒前
苻如萱完成签到,获得积分20
3秒前
Jasper应助biubuling采纳,获得10
4秒前
cjl发布了新的文献求助10
4秒前
巧克力完成签到,获得积分10
5秒前
Winter完成签到,获得积分10
5秒前
heimomo完成签到,获得积分10
5秒前
popvich应助勤劳破茧采纳,获得10
5秒前
5秒前
脑洞疼应助雨晨采纳,获得30
5秒前
万能图书馆应助YM采纳,获得10
5秒前
5秒前
CPD应助炸胡娃娃采纳,获得10
5秒前
苻如萱发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
1776734134完成签到 ,获得积分10
6秒前
LLLFFFAAN完成签到,获得积分10
6秒前
汉堡包应助刘yh采纳,获得10
6秒前
wangyudan完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
麦子应助小葵采纳,获得10
7秒前
NexusExplorer应助单薄广山采纳,获得10
8秒前
Hello应助yang采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
平凡完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花应助zym采纳,获得10
8秒前
烟花应助典雅千青采纳,获得30
8秒前
9秒前
flypig1616完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6044071
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7809331
关于积分的说明 16243324
捐赠科研通 5189752
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777160
邀请新用户注册赠送积分活动 1760163
关于科研通互助平台的介绍 1643533