Luận án về tính chất quang và ứng dụng tán xạ Raman của hệ dây nanô silic

Các phương pháp chế tạo dây nanô silic bao gồm cách tiếp cận từ dưới lên và cách tiếp cận từ trên xuống. Phương pháp ăn mòn hóa học có sự trợ giúp của kim loại (MACE) là một trong những kỹ thuật hiệu quả nhất để tạo ra SiNW với cấu trúc đồng nhất và kích thước nhỏ. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số như nồng độ dung dịch và thời gian ăn mòn có thể ảnh hưởng lớn đến hình thái và cấu trúc của SiNW. Các nghiên cứu này đã chỉ ra rằng tán xạ Raman có thể được sử dụng để phân tích cấu trúc và tính chất của SiNW, từ đó mở ra nhiều ứng dụng trong cảm biến sinh học và phân tích môi trường.

Hiệu ứng giam giữ lượng tử trong dây nanô silic đã được nghiên cứu sâu sắc. Khi kích thước của SiNW giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định, các trạng thái điện tử trong vật liệu bắt đầu thay đổi, dẫn đến sự thay đổi trong tính chất quang. Nghiên cứu cho thấy rằng tính chất điện và tính chất quang của SiNW có thể được điều chỉnh thông qua việc thay đổi kích thước và hình dạng của chúng. Điều này mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực như cảm biến sinh học và quang học, nơi mà tán xạ Raman có thể được sử dụng để phát hiện các phân tử ở nồng độ thấp.

Có hai cơ chế chính trong tán xạ Raman tăng cường bề mặt: cơ chế tăng cường điện từ và cơ chế tăng cường hóa học. Cơ chế tăng cường điện từ liên quan đến sự tương tác giữa ánh sáng và hạt nanô kim loại, trong khi cơ chế tăng cường hóa học liên quan đến sự hấp phụ của phân tử lên bề mặt hạt nanô. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện chế tạo và cấu trúc bề mặt có thể dẫn đến sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất của SERS. Điều này có thể mở ra nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như phân tích môi trường và cảm biến sinh học, nơi mà việc phát hiện các phân tử ở nồng độ thấp là rất quan trọng.