Fabrication of Three-Dimensional Dendritic Ag Nanostructures: A SERS Substrate for Non-Invasive Detection

材料科学 阳极氧化 纳米结构 纳米技术 基质(水族馆) 拉曼散射 表面等离子共振 制作 纳米颗粒 离散偶极子近似 纳米环 等离子体子 拉曼光谱 光电子学 散射 光学 复合材料 病理 地质学 物理 海洋学 替代医学 医学
作者
C.–H. Sung,Tzung-Ta Kao,Yu‐Cheng Lin
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:14 (19): 1562-1562
标识
DOI:10.3390/nano14191562
摘要

This paper discusses the fabrication of three-dimensional dendritic Ag nanostructures, showcasing pronounced Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) effects. These nanostructures, employed in surface-enhanced Raman scattering (SERS), function as sensors for lactic acid in artificial sweat. The dendritic structures of the silver nanoparticles (AgNPs) create an effective SERS substrate, with additional hotspots at branch junctures enhancing LSPR. We achieve differential LSPR effects by varying the distribution and spacing of branches and the overall morphology. Adjustments to electrodeposition parameters, such as current and plating solution protective agents on an anodized aluminum oxide (AAO) base, allow for precise control over LSPR intensities. By pre-depositing AgNPs, the electron transmission paths during electrodeposition are modified, which leads to optimized dendritic morphology and enhanced LSPR effects. Parameter optimization produces elongated rods with main and secondary branches, covered with uniformly sized, densely packed, non-overlapping spherical AgNPs. This configuration enhances the LSPR effect by generating additional hotspots beyond the branch tips. Fine-tuning the electrodeposition parameters improved the AgNPs’ morphology, achieving uniform particle distribution and optimal spacing. Compared to non-SERS substrates, our structure amplified the Raman signal for lactic acid detection by five orders of magnitude. This method can effectively tailor SERS substrates for specific analytes and laser-based detection.
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