Efecto de nanoestructuras periódicas en los espectros Raman y reflectancia óptica de óxido de grafeno
Luis T. Quispe1, Dionathan A. Campanelli2, Jacson W. Menezes2, Wang Chong3, Lizandro B. Zegarra4, Luis E. Armas2
1 Universidade Federal de Santa Catarina-UFSC, Florianopolis, Brasil
2 Universidade Federal do Pampa-Unipampa, Campus Alegrete, Alegrete, Brasil
3 Universidade Federal do Parana-UFPR, Curitiba, Brasil
4 Universidad Nacional del Santa- UNS, Chimbote, Perú
Resumen
El objetivo de este trabajo es mostrar el efecto de substratos nanoestruturados de oro, fabricados por la técnica de litografía por interferencia (LI), en los espectros Raman y reflectancia óptica de camadas de óxido de grafeno (OG). Para fines de comparación, dos substratos nanoestruturados de oro, nano-rendijas (AuNSs) y nano-huecos circulares (AuNHs) fueron comparados con un substrato de oro no nanoestruturado. Los efectos producidos por los substratos nanoestruturados son discutidos en términos de la razón entre la intensidad de las bandas D y G (ID/IG) del OG y la anchura de la banda G a media altura (FWHM (G)) en función de la intensidad de la banda G (IG), mostrando que tanto ID/IG como FWHM (G) son parámetros altamente sensibles al número de camadas de OG (nGO). Mínimos y máximos en los espectros de reflectancia óptica (R (λ)) muestran que plasmones de superficie son generados en la superficie de los substratos nanoestruturados por la radiación incidente. Un máximo en la R (λ) es atribuido a la radiación visible producida por la transferencia de energía de resonancia de Förster y por el efecto de Purcell [1]. Estos resultados abren la posibilidad de proyectar sensores plasmónicos colorimétricos, basados en pocas camadas de OG, con potencial para la detección de moléculas por absorción fluorescente.
Descriptores: Nanofuros, nanorendijas, oxido de grafeno, espectroscopia Raman, relflectancia, plasmones.
Abstract
The aim of this work is to show the effect of nanostructured gold substrates, manufactured by interference lithography (IL), on the Raman spectra and optical reflectance of graphene oxide (GO) layers. For comparison, two nanostructured gold substrates, nano-slits (AuNSs) and circular nano-holes (AuNHs) were compared with a non-nanostructured gold substrate. The effects produced by the nanostructured substrates are discussed in terms of the intensity ratio between the D and G bands (ID / IG) of the GO layers and the full width half maximum of the G band (FWHM (G)) as a function of the G band intensity (IG), showing that both ID/IG and FWHM(G) are highly sensitive parameters to the number of GO layers (nGO). Minimums and maximums in the optical reflectance spectra (R (λ)) show that surface plasmons are generated on the surface of nanostructured substrates by incident radiation. A maximum in R (λ) is attributed to the visible radiation produced by the Förster resonance energy transfer and the Purcell effect [1]. These results open up the possibility of projecting colorimetric plasmonic sensors, based on few layers of GO, with potential for the detection of molecules by fluorescent absorption.
Keywords: Nanoholes, Nanoslits, graphene oxide, Raman spectroscopy, reflectance, plasmons.
Referencia
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L. Ming, S. Cushing and W. Niangiang, Analyst. B 140 (2015) 386–406. |