Geri Dön

Surface enhanced raman spectroscopy of the plasmonic nanogratings obtained by laser induced periodic surface structuring

Lazerle periyodik yüzey yapılandırması ile elde edilen plazmonik nano-kırınım ağlarının yüzey artırımlı raman spektroskopisi

  1. Tez No: 784351
  2. Yazar: SERENA NUR ERKIZAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALPAN BEK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 100

Özet

Bu çalışma yüksek hassaslıkta çalışan Yüzey Artırımlı Raman Spektroskopi (YARS) örneklerinin femtosaniye lazer işleme teknikleri ile üretilmesini ele almaktadır. Silikon yüzeyin femtosaniye lazer kaynaklı nano yapılandırılmasıyla iki farklı periyodik rejimde yüzey yapısı üretilmiş ve Düşük Uzamsal Frekanslı Periyodik Yüzey Yapısı (DUFPY) ve Yüksek Uzamsal Frekanslı Periyodik Yüzey Yapısı (YUFPY) olarak sınıflandırılmıştır. YARS örneğinde yüksek elektrik alan artırımına sahip faal nokta yoğunluğunun artışı ve artırım faktörü (AF) değerinin yükselmesi için gereken plazmonik aralık mesafesi, pürüzlülük femtosaniye lazer ile oluşturulmuş kısmi periyodik, öz-organize yüzeyler ile sağlanır. İki farklı periyottaki gümüş kaplanmış nano dalgacıklı yapılar ile Crystal Violet (CV) molekülü için literatürdeki son model artırım faktörü değerine 109 ve tespit kapasitesi limitine (TKL) 10−11 M ulaşılmıştır. Artırım faktörü değeri üç ayrı Raman uyarım dalga boyunda 532, 660 ve 785 nm için deney ve simülasyon sonuçlarıyla incelenmiştir ve bu sonuçlar kendi arasında tutarlıdır. Femtosaniye lazer ile yapılandırılmış YARS örneklerinde öne çıkan en büyük avantaj kontrollü ve yüksek hassasiyetli yapılandırmanın diğer yüksek maliyetli yapılandırma tekniklerine kıyasla geniş yüzey alanlarında da gerçekleştirilebilir olmasıdır.

Özet (Çeviri)

The research conducted in this study presents a novel method of generating highly sensitive Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) substrates by femtosecond laser writing techniques. Two different types of periodicity regimes are introduced by femtosecond laser-based nano-structuring of crystalline Silicon (Si) and generated patterns are classified as Low Spatial Frequency LIPSS (LSFL) and High Spatial Frequency LIPSS (HSFL). Quasi periodic, self-organized femtosecond laser written periodic nanostructures can embody required plasmonic gap distance, roughness and randomness to accommodate high hotspot density and enhancement factor of SERS. Silver (Ag) deposited nanoripples with different periodicity regimes exhibit state of art SERS enhancement factor as high as 109 with 10-11 M limit of detection for Crystal Violet (CV) molecule. Enhancement factor dependence of the SERS substrates is investigated at Raman excitation wavelength 532, 660 and 785 nm. Raman enhancement factor simulations for all excitation wavelengths are performed by Finite Elements Method (FEM) based Maxwell solver by using COMSOL Multiphysics. Enhancement factor results obtained by measured SERS spectra and electric field enhancement simulations exhibit good agreement between them. A major advantage introduced by femtosecond laser-based SERS substrates is accurate and flexible control of processed region without restricting processing over large areas compared to well established top-down approaches such as nanoimprint lithography, electron beam lithography, chemical plasma etching. Fs-nanoripple generation do not require multiple processing steps like in nanoimprint lithography including stamp production of nanostructures, pattern transfer and peeling off. On the contrary of chemically synthesized and aggregated nanoparticle colloids, metal deposited quasi-periodic nanoripples offer reproducibility of obtained SERS signal over large areas and chemical stability for SERS aging measurements.

Benzer Tezler

  1. Tissue differentiation based on surface-enhanced raman scattering

    Yüzeyde zenginleştirilmiş raman saçılımına dayalı doku farklılaşması

    ÖMER AYDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    BiyomühendislikYeditepe Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ÇULHA

  2. A novel AAO based sers substrate for characterization for characterization of proteins

    Yüzeyce güçlendirilmiş raman spektroskopisi ile protein karakterizasyonu için AAO şablonlar ile altlik üretimi

    ZEHRA BERİL AKINCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN

  3. Altın ve gümüş nanopartiküllerinden oluşan heterojen plazmonik yapıların üretilmesi ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of heterogeneous plasmonic structures composed of gold and silver nanoparticles

    ÖZGE CANPOLAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriErciyes Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES

  4. Development of cutting-edge SERS and TERS technologies for environmental challenges

    Çevresel sorunlara yönelik son teknoloji SERS ve TERS sistemlerinin geliştirilmesi

    ÖZGE DEMİRTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPAN BEK

    PROF. DR. EMREN NALBANT

  5. Aşılanmış polimerlerin seçici olarak aşındırılmasıyla yüzeyler üzerinde desenlerin üretilmesi

    Selective etching of grafted polymers for fabrication of patterns on surfaces

    HATİCE NUR EKİNCİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Polimer Bilim ve TeknolojisiErciyes Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES