基于表面增强拉曼光谱的水中土霉素残留量的快速检测

应用表面增强拉曼光谱(SERS)检测技术,建立了一 种水中 土霉素(OTC,oxytetracycline)残留量的快速检测方法。实验以表面增强试剂OTR202和OTR103作为活性基底,并使用自适应迭代 惩罚最小二乘法(air-PLS)扣除荧光背景;然后对所用胶体和胶体混合物的吸收光谱与 OTC水溶液的 SERS光谱进行了探讨;最后分析了样品的加入量和不同混合的时间对SERS信号强度的影响, 建立了水中OTC残留浓度X与SERS光谱的1332cm－1处峰面积Y之间的线性 回归方程。实验结果表明,当水中的OTC 浓度范围为0.1~22.0mg/L时,水中OTC残留浓度与1332cm－1处峰面积之间呈现良好的线性关系,线性方程 为Y=5165.7X+4304.9,决定系数R²为 0.986。预测集 样本OTC含量的真实值与预测值之间的R²为0.973, 均方根误差(RMSEP)为1.112m g/L,回收率为96.7~124.5%,相对标准偏差(RSD,n=5)介于1.2098~4.787, 可满足水中OTC残留量的检测,为现场快速检测水中OTC残留量奠定了良好的基 础。     

基于纳米Au胶表面增强拉曼光谱对水中链霉素残留量的快速检测

为实现快速检测水中硫酸链霉素(STR)的残留,探 索建立一种STR水溶液的表面增强拉曼光谱(SERS,surface enhanced Raman spectroscopy)检测方法。应用电磁炉加热以柠檬酸三钠还原氯金酸(HAucl ₄)制成的Au胶纳米颗 粒作为表面增强基底,先后分析了Au胶纳米颗粒的吸收光谱、STR水溶液的SERS以及拉曼峰 归属; 然后确定了最佳的光谱仪功率、Au胶纳米颗粒的加入量和吸附时间;最后以1031cm－1处拉曼峰作为特征峰 建立STR水溶液的标定曲线,并对标定曲线的准确度和精确度进行验证。实验结果表 明,当水中STR质量浓度范围为2.0~20.0 mg/L时,1031 cm－1处的拉曼峰强度与STR水溶液的质量浓度有良好的线性关系, 线性方程为Y=293.31X+435.42, 决定系数R²为0.933 。真实值与预测值之间的R²为0.964,均方 根误 差(RMSEP)为1.3043mg/L,回收率为92.1~133.0%,相 对标准偏差(RSD,n=5)为0.88~2.41%。     

基于Si基沉积拉曼增强活性Au膜的制备与表征

研究了一种新的表面增强拉曼活性Au基底的制备方法,采用无电镀沉积方法,通过HF和HAuCl4的混合溶液对Si片进行处理获得具有不同形貌的Si基Au膜,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了基底的表面形态和结构,测定结晶紫分子在基底表面的拉曼光谱。结果表明,Si基Au膜表面的表面增强拉曼散射(SERS)增强随制备时间的增加呈现先增强后减弱的趋势,增强效果优于常用的Au胶体系,是一种非常高效的拉曼活性增强基底。     

金颗粒为活性基底的裸鼠血清表面增强拉曼散射光谱分析

对肿瘤裸鼠血清进行显微共聚焦拉曼光谱测量,并将血清的普通拉曼光谱与以金纳米颗粒为基底的表面增强拉曼散射(SERS)光谱进行对比,结果表明金纳米粒子作为活性基底对裸鼠血清具有显著的拉曼增强作用,在很多常规拉曼光谱中未能检测出的信息在SERS光谱中得以体现。这源于血清中的物质与金纳米颗粒之间的化学吸附和相互作用,使得微量样品也能够通过SERS光谱来反映出血清中各种蛋白质、脂类、糖类、核酸以及其他成分的分子结构等信息。血清中各种成分的信息可以反映体内各种细胞和组织的生理代谢及病理变化,血清的SERS光谱将为疾病的诊断和治疗提供一种有效手段。     

树枝状Ag基底的制备及其SERS活性研究

研究了一种表面增强拉曼散射(SERS)活性Ag基底的制备新方法。通过电化学方法和液相生长方法相结合在金属Al表面制备SERS活性Ag膜。用扫描电子显微镜(SEM)表征Ag膜的表面形貌,以结晶紫(C25 H30N3Cl·H2O)为拉曼探针分子,研究了基底的SERS增强效果。研究表明:结晶紫分子吸附在Ag膜表面的SERS强度随电沉积时间的增加呈现先增强后减弱的趋势;进一步的Ag增强剂和引发剂的混合溶液对电沉积Ag膜的浸泡处理可以调节基底Ag膜的结构形态,增强电沉积基底Ag膜的SERS活性。     

Ag纳米粒子修饰多模光纤的拉曼增强特性实验

为了分析研究光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针 的拉曼增强特性,采用简单廉价的化学方法制备Ag纳米颗粒修饰 光纤SERS探针,采用罗丹明6G(R6G,Rhodamine 6G)作为探针分子进行了不同浓度R6G溶 液(10－7~10－9M)的拉曼测试实 验和浓度为10－6M的R6G溶液的Time-course SERS Mapping实验,研究了该光纤 SER S探针的拉曼增强特性,制备的光纤SERS 探针样品检测R6G的极限浓度低至10－9M;在Time-course SE RS Mapping实验中,分 析验证了探针分子溶液蒸发过程对光纤 SERS探针的拉曼增强特性的影响。研究表明,由于制备的光纤SERS探针对荧光噪声没有抑 制作用,导致所测得探针分子 的拉曼光谱受探针分子溶液状态、测试方式的极大影响。当溶液充足时(浸泡状态),所测 光谱信号荧光噪声与有效拉曼光 谱信号都比较大;在溶液干燥过程中,所测光谱信号荧光噪声与有效拉曼光谱信号都减少, 但荧光噪声减小幅度远大于拉曼光谱信号。     

几种人工合成色素的荧光光谱与拉曼光谱研究

应用荧光光谱仪及微拉曼光谱仪分别对几种常见的人工合成色素溶液的荧光光谱和拉曼光谱进行了实验研究。一方面,首次测量其不同浓度合成色素溶液的荧光光谱,讨论其谱线特性。另一方面,以有致癌性的合成色素苋菜红为例,应用拉曼光谱技术进行定性和定量检测,验证拉曼光谱对色素检测的可行性。为了提高探测灵敏度,以55nm的金纳米粒子溶胶为基底,在785nm激发光下对不同浓度的苋菜红溶液进行了表面增强拉曼光谱探测,探测到的最低浓度为10-17mol/L。分析结果为这种色素的合理利用及安全快速检测提供了有效的光谱实验依据,也为其它色素的检测提供了参考方法。     

几种人工合成色素的荧光光谱与拉曼光谱研究

应用荧光光谱仪及微拉曼光谱仪分别对几种常见人工合成色素溶液的荧光光谱和拉曼光谱进行了实验研究。一方面,首次测量其不同浓度合成色素溶液的荧光光谱,讨论其谱线特性。另一方面,以有致癌性的合成色素苋菜红为例,应用拉曼光谱技术进行定性和定量检测,验证拉曼光谱对色素检测的可行性。为了提高探测灵敏度,以55 nm的金纳米粒子溶胶为基底,在785 nm激发光下对不同浓度的苋菜红溶液进行了表面增强拉曼光谱探测,探测到的最低浓度为10~(-17)mol/L。分析结果为这种色素的合理利用及安全快速检测提供了有效的光谱实验依据,也为其它色素的检测提供了参考方法。     

在银胶体系中罗丹明B单分子水平上拉曼光谱研究

采用表面增强托曼散射（SERS）技术,比较了单分子水平上银胶纳米体系中罗丹明B（RhB）浓度为10^-11mol／L以下的拉曼光谱和通常单分子水平上罗丹明6G（Rh6G）浓度在10^-11mol／L的拉曼光谱,无论自由沉积在玻璃表面还是在液体环境下的结果显示,单分子水平上Rh B的拉曼光谱灵敏度是Rh 6G的2倍多。因此,利用RhB作为探测试剂将能够提供更加丰富的信息,这对单分子的光谱研究以及高灵敏度探测试剂的应用研究具有重要的意义。     

纳米薄膜基底对表面增强拉曼光谱检测环丙沙星的影响

基于金纳米颗粒薄膜基底和金纳米棒薄膜基底,使用表面增强拉曼光谱（SERS）技术对环丙沙星（CIP）的含量进行了分析检测,为食品中CIP残留检测提供了新方法。通过使用柠檬酸钠还原氯金酸制备金纳米颗粒胶体,以及通过晶种生长法制备金纳米棒胶体,以应用于SERS增强基底。通过不同激发光波长对CIP进行SERS检测,确定了最佳激光波长为780 nm。使用校正集CIP标准溶液,建立CIP浓度-SERS信号强度的工作曲线,使用检验集样本观察工作曲线的预测能力。结果表明：使用金纳米颗粒基底进行CIP的SERS检测,回收率在97.1%～105.0%;使用金纳米棒基底进行SERS检测,回收率在96.3%～121.8%。因此,SERS在检测CIP抗生素领域具有高灵敏度、快速检测等优势。     

Quantitative surface photovoltage spectroscopy of semiconductor interfaces

A comprehensive and quantitative method for extracting the important parameters of interface states is presented. The method is based on wavelength-, intensity-, and time-resolved surface photovoltage spectroscopy, as well as on measurements as a function of the thickness of an overlayer. Data analysis provides detailed information about interface state properties, including their energy position and distribution, density, and the transition probabilities, i.e. their thermal and optical cross sections. It is also possible to distinguish between surface and bulk states, and determine the spatial site of the states in the case of a heterostructure. Experimental examples for various III-V and II-VI compound semiconductors are given.     

激光光热位移光谱法对重油类的表面研究

1 引言 激光光热位移光谱法是一项高灵敏度高分辨率和无损伤无接触的新型激光光谱探测方法,已成功地应用于表层、亚表层和薄膜的光热特性研究。它的研究对象主要是固体样品。本工作把光热位移光谱法扩展到液体样品,采用测量光束偏转的方法研究了重油类的表面光     

基于太赫兹等离激元的半导体表面生化薄膜光谱检测

我们提出了一种利用太赫兹表面等离激元对放置在半导体表面的生化薄膜进行光谱测量的新方法。我们从理论上证明了半导体材料对其上传输的太赫兹表面等离子体波具有较强的表面束缚性,从而提高太赫兹波与半导体表面的生化薄膜之间的相互作用。通过采用太赫兹时域光谱测量系统,我们从实验上分别得到了洋葱表皮的太赫兹表面等离子体波和自由空间太赫兹波透射波谱。实验结果表明,当测量对象是厚度仅为自由空间太赫兹波波长的约百分之一的单层洋葱表皮时,表面等离子体波的透射波谱与自由空间太赫兹波透射波谱相比具有更加多的特征吸收峰。     

不同生长条件对CdTe/GaAs外延薄膜表面形貌和光学性质的影响

本文利用分子束外延技术在GaAs(211)B衬底上外延CdTe(211)薄膜,系统研究不同工艺条件对CdTe外延薄膜的表面形貌和光学性质的影响。研究表明,在一定的生长温度下,在Te气氛下生长CdTe薄膜,增加CdTe:Te的束流比,可显著降低CdTe表面金字塔缺陷的尺寸和密度,当CdTe和Te束流比为6.5时,金字塔缺陷几乎消失,材料的表面平整度显著改善,X射线衍射(XRD)也表明CdTe晶体质量显著提高。进一步的拉曼光谱表明,随着CdTe和Te束流比的增加,Te的A₁峰减弱,CdTe LO和TO声子峰强度比增强。低温光致发光光谱(PL)研究也表明随着CdTe和Te束流比的增加,Cd空位的减少可以使与杂质能级相关的深能级区域的峰强降低,与此同时和晶体质量相关的自由激子峰半峰全宽减少,材料的光学质量明显改善。该研究为探索CdTe/GaAs外延材料的理想的工艺窗口以及相关机理,并为进一步以此为缓冲层外延高质量HgCdTe材料提供基础。     

Opto-electronic modulation spectroscopy (OEMS)

A technique is described which combines wavelength modulated monochromatic illumination with impedance measurements to discriminate the responses of bulk and surface states in the depletion regions of electronic devices. The method reveals the inherent ambiguity in conventional capacitance vs voltage and conductance vs voltage (C-V and G-V) measurements of state densities. The opto-electronic modulation spectroscopy (OEMS) spectra peak energies provide the state to band transition energies directly and these can be indexed onto an energy diagram to give the spatial positions of the responding states as well as the band with which they communicate. Measurements made on an SiO₂/n-GaAs device show an absence of surface state related peaks and suggest that surface potential pinning under positive bias may be related to bulk states emerging at the surface.     

半绝缘GaAs的表面光伏谱研究

利用表面光伏法（ＳＰＶ）研究了半绝缘ＧａＡｓ（ＳＩ－ＧａＡｓ）的缺陷态,通过加直流光偏置测量了室温下带边以下的光伏响应,发现带隙内缺陷态的光伏向应主要是由于表面复合而在样品表面形成协流子浓度梯度引起的,通过实验表明ＳＰＶ是一种对ＳＩ－ＧａＡｓ晶片表面质量进行检测的非常灵敏的无损检测方法。     

Poly(2‐(dimethylamino)ethyl methacrylate) Brushes with Incorporated Nanoparticles as a SERS Active Sensing Layer

A simple, fast, and versatile approach to the fabrication of outstanding surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates by exploiting the optical properties of the Ag nanoparticles and functional as well as organizational characteristics of the polymer brushes is reported. First, poly(2‐(dimethylamino)ethyl methacrylate) brushes are synthesized directly on glassy carbon by self‐initiated photografting and photopolymerization and thoroughly characterized in terms of their thickness, wettability, morphology, and chemical structure by means of ellipsometry, contact angle, AFM, and XPS, respectively. Second, Ag nanoparticles are homogeneously immobilized into the brush layer, resulting in a sensor platform for the detection of organic molecules by SERS. The surface enhancement factor (SEF) as determined by the detection of Rhodamine 6G is calculated as 6 × 10⁶.     

激光光声振动谱研究表面吸附

报道在超真空系统中利用激光光声振动谱研究表面吸附的实验结果。通过振动谱在高背景气压下的可逆物理吸附及位相甄别法研究NH_3分子双层吸附生长机理等实例,展示出激光光声谱是一种较理想的表面吸附研究手段。     

Surface Instability and Chemical Reactivity of ZrSiS and ZrSiSe Nodal‐Line Semimetals

Materials exhibiting nodal‐line fermions promise superb impact on technology for the prospect of dissipationless spintronic devices. Among nodal‐line semimetals, the ZrSiX (X = S, Se, Te) class is the most suitable candidate for such applications. However, the surface chemical reactivity of ZrSiS and ZrSiSe has not been explored yet. Here, by combining different surface‐science tools and density functional theory, it is demonstrated that the formation of ZrSiS and ZrSiSe surfaces by cleavage is accompanied by the washing up of the exotic topological bands, giving rise to the nodal line. Moreover, while the ZrSiS has a termination layer with both Zr and S atoms, in the ZrSiSe surface, reconstruction occurs with the appearance of Si surface atoms, which is particularly prone to oxidation. It is demonstrated that the chemical activity of ZrSiX compounds is mostly determined by the interaction of the Si layer with the ZrX sublayer. A suitable encapsulation for ZrSiX should not only preserve their surfaces from interaction with oxidative species, but also provide a saturation of dangling bonds with minimal distortion of the surface.