Kurs (Морфологические характеристики ПС и их взаимосвязь с оптическими свойствами), страница 2
Описание файла
Документ из архива "Морфологические характеристики ПС и их взаимосвязь с оптическими свойствами", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "физика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Kurs"
Текст 2 страницы из документа "Kurs"
Коэффициенты линейной корреляции между параметрами спектров оптической плотности и параметрами шероховатости поверхности отожженных пленок серебра
| Hmax | A | B | Dist | Hreal | Hreal/A | Hreal/B | A/B | λmax | Dmax·(Δλ/2) | Dmax | Δλ/2 | Dmax/(Δλ/2) | |
| Hmax | 1,000 | 0,556 | 0,713 | 0,043 | 0,942 | 0,833 | 0,354 | -0,220 | 0,060 | -0,135 | 0,087 | -0,161 | 0,072 |
| A | 0,556 | 1,000 | 0,287 | 0,308 | 0,488 | 0,161 | 0,665 | 0,526 | 0,165 | 0,138 | 0,089 | 0,084 | 0,023 |
| B | 0,713 | 0,287 | 1,000 | -0,223 | 0,627 | 0,606 | -0,101 | -0,657 | -0,215 | -0,497 | -0,092 | -0,390 | 0,056 |
| Dist | 0,043 | 0,308 | -0,223 | 1,000 | 0,221 | -0,010 | 0,699 | 0,456 | -0,140 | 0,010 | 0,906 | -0,554 | 0,838 |
| Hreal | 0,942 | 0,488 | 0,627 | 0,221 | 1,000 | 0,913 | 0,455 | -0,186 | 0,019 | -0,169 | 0,278 | -0,310 | 0,282 |
| Hreal/A | 0,833 | 0,161 | 0,606 | -0,010 | 0,913 | 1,000 | 0,230 | -0,418 | 0,002 | -0,202 | 0,143 | -0,264 | 0,147 |
| Hreal/B | 0,354 | 0,665 | -0,101 | 0,699 | 0,455 | 0,230 | 1,000 | 0,646 | -0,049 | 0,203 | 0,571 | -0,199 | 0,318 |
| A/B | -0,220 | 0,526 | -0,657 | 0,456 | -0,186 | -0,418 | 0,646 | 1,000 | 0,231 | 0,489 | 0,161 | 0,354 | -0,012 |
| λmax | 0,060 | 0,165 | -0,215 | -0,140 | 0,019 | 0,002 | -0,049 | 0,231 | 1,000 | 0,871 | -0,043 | 0,728 | -0,373 |
| Dmax·(Δλ/2) | -0,135 | 0,138 | -0,497 | 0,010 | -0,169 | -0,202 | 0,203 | 0,489 | 0,871 | 1,000 | 0,088 | 0,727 | -0,410 |
| Dmax | 0,087 | 0,089 | -0,092 | 0,906 | 0,278 | 0,143 | 0,571 | 0,161 | -0,043 | 0,088 | 1,000 | -0,604 | 0,810 |
| Δλ/2 | -0,161 | 0,084 | -0,390 | -0,554 | -0,310 | -0,264 | -0,199 | 0,354 | 0,728 | 0,727 | -0,604 | 1,000 | -0,830 |
| Dmax/(Δλ/2) | 0,072 | 0,023 | 0,056 | 0,838 | 0,282 | 0,147 | 0,318 | -0,012 | -0,373 | -0,410 | 0,810 | -0,830 | 1,000 |
Таблица 4
Факторные нагрузки для оптических параметров и параметров шероховатости поверхности пленок серебра
| Факторные нагрузки | ||||||
| Метод главных компонент | ||||||
| Фактор | Фактор | Фактор | Фактор | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| λmax, нм | -0,352 | 0,044 | -0,135 | -0,885 | ||
| Dmax·(Δλ/2) , нм | -0,31 | -0,28 | 0,11 | -0,85 | ||
| Dmax | 0,97 | 0,06 | 0,03 | 0,02 | ||
| Dmax /D2 | -0,830 | -0,228 | 0,072 | -0,462 | ||
| Dmax/(Δλ/2) , нм-1 | 0,8748 | 0,0687 | -0,0441 | 0,3448 | ||
| Hmax, нм | 0,0 | 1,0 | 0,2 | 0,1 | ||
| A | 0,0 | 0,4 | 0,9 | -0,2 | ||
| B | 0,1 | 0,9 | 0,0 | -0,1 | ||
| Dist | 0,9 | -0,1 | 0,3 | 0,2 | ||
| Hreal, нм | 0,1 | 0,9 | 0,1 | 0,2 | ||
| Hreal/A | -0,01 | 0,89 | -0,17 | 0,24 | ||
| Hreal/B | 0,36 | 0,20 | 0,80 | 0,19 | ||
| A/B | -0,07 | -0,50 | 0,84 | 0,02 | ||
Рис. 3. График собственных значений факторов, связывающих оптические свойства ПС с параметрами их поверхности.
Рис. 4. Двумерный график факторных нагрузок для факторов, связывающих оптические свойства ПС с параметрами их поверхности.
Установленная нами взаимосвязь между структурой поверхности ПС и их спектрами оптической плотности может быть объяснена следующими соображениями. Рост (в ходе отжига) довольно больших (45x65 нм) островков как результат самоорганизации кластеров и реорганизации однородной части пленки ведет к почти 10-кратному увеличению R - главной характеристики шероховатости. Это, в свою очередь, способствует синему сдвигу спектра оптической плотности, который определяется, в основном, спектром возбуждения поверхностных плазменных резонансов (плазмонов). Важным следствием структурной реорганизации пленки является значительное увеличение расстояния между соседними частицами серебра на поверхности пленки, поэтому они оказываются более изолированными. В результате диполь- дипольные взаимодействия между этими частицами становятся более слабыми, нежели ранее. Это и определяет, в основном, полуширину спектра оптической плотности ПС.
Четвертая стадия отжига характеризуется процессом унификации формы частиц. Этот процесс также влияет на сужение спектра оптической плотности..
ВЫВОДЫ
Параметры спектров оптической плотности ПС находятся в хорошей корреляции с данными по шероховатости их поверхности, полученными методом АСМ. Основными характеристиками, определяющими эту корреляцию, являются расстояние между частицами серебра Dist, а также коэффициент их формы R, равный отношению высоты (Hreal) к поперечному размеру (B) (R = HrealB). Наиболее коррелируют: максимальное значение оптической плотности с расстоянием между островками (коэффициент корреляции 0,95) и коэффициентом формы островков R (0,76); параметр спектра оптической плотности Dmax/() с расстоянием между островками (0,93) и коэффициентом формы островков R (0,68); полуширина полосы оптической плотности с расстоянием между островками (-0,79).
ЛИТЕРАТУРА
-
Набиев И.Р., Ефремов Р.Г. Cпектроскопия гигантского комбинационного рассеяния и ее применение к изучению биологических молекул / ВИНИТИ.- М., 1989.- 132 c. (Итоги науки и техники. Серия “Биоорганическая химия”, T.15).
-
Nabiev I.R., Sokolov K.V., Manfait M.. Surface-enhanced Raman spectroscopy and its biomedical applications // Biomolecular spectroscopy / Eds. R. J. H. Clark, R. E. Hester.- London: Wiley, 1993.- P. 267-338.
-
Maskevich S.A., Gachko G.A., Zanevsky G.V., Podtynchenko S.G. Using of heat treament silver island films to get the SERS spectra of adsorbed molecules // Proc. XIV Int. Conf. Raman Spectr. / Ed. Nai-Teng Yu.-New York: Jon Wiley & Sons, 1994.- P.644-645.
-
Feofanov A., Ianoul A., Kryukov E., Maskevich S., Vasilyuk G., Kivach L. and Nabiev I. Nondisturbing and Stable SERS-Active Substrates with Increased Contribution of Long-Range Component of Raman Enhancement Created by High-Temperature Annealing of Thick Metal Films// Anal. Chem.- 1997.-V.69.-Р.3731-3740.
-
Schlegel V.L., Cotton T.M. Silver-island films as substrates for enchanced Raman scattering: effect of deposition rate on intensity// Anal. Chem.- 1991.- V.63, № 3.- P. 241-247.
-
Semin D.J., Rowlen K.L. Influence of vapor deposition parameters on SERS active Ag films morphology and optical properties// Anal. Chem.- 1994.- V.66, № 23.- P.4324-4331.
-
Van Duyne R.P., Hultee J.G., Treihel D.A. Atomic force microscopy and surface-enchanced Raman spectroscopy. I. Ag island films and Ag films over polymer nanosphere surfaces supported on glass// J. Chem. Phys.- 1993.- V.99, № 3.- P.2101-2115.
-
Шалаев В.М., Штокман М.И. Оптические свойства фрактальных кластеров (восприимчивость, гигантское комбинационное рассеяние на примесях) // ЖЭТФ.-1987.-Т.92.-С.509-521.
-
Schlegel V.L., Cotton T.M. Silver-island films as substrates for enchanced Raman scattering: effect of deposition rate on intensity// Anal. Chem.- 1991.- V.63, № 3.- P. 241-247.
-
Semin D.J., Rowlen K.L. Influence of vapor deposition parameters on SERS active Ag films morphology and optical properties// Anal. Chem.- 1994.- V.66, № 23.- P.4324-4331.
-
Van Duyne R.P., Hultee J.G., Treihel D.A. Atomic force microscopy and surface-enchanced Raman spectroscopy. I. Ag island films and Ag films over polymer nanosphere surfaces supported on glass// J. Chem. Phys.- 1993.- V.99, № 3.- P.2101-2115.
-
Feofanov A., Ianoul A., Kryukov E., Maskevich S., Vasilyuk G., Kivach L. and Nabiev I. Nondisturbing and Stable SERS-Active Substrates with Increased Contribution of Long-Range Component of Raman Enhancement Created by High-Temperature Annealing of Thick Metal Films// Anal. Chem.- 1997.-V.69.-Р.3731-3740.
-
Маскевич С.А., Свекло И.Ф., Феофанов А.В., Януль А.И., Олейников В.А., Громов С.П., Федорова О.А., Алфимов М.В., Набиев И.Р., Кивач Л.Н. ГКР-активные субстраты , полученные путем высокотемпературного отжига тонких серебряных пленок: сравнительное изучение с использованием атомно-силового микроскопа и ГКР спектроскопии // Оптика и спектр.-1996.-Т.81, №1.-С.95-102.
-
Dehong L., Zhiai C., Yongzhang L. Surface enchanced Raman scattering from microlithographic silver surfaces// Chinese Phys. Lasers.- 1987.- V.14.- P.429-434.
7
