hrvatski

Nanostrukturna svojstva visoko luminiscentnoga poroznoga silicija

Tema istraživanja ovog doktorskog rada su strukturna i optička svojstva visoko luminiscentnog poroznog silicija (pSi) različitih poroznosti te njegova primjena kao predloška za izradu novih efikasnih SERS podloga. Uzorci nanostrukturnog pSi su izrađeni anodizacijom slabo dopiranih silicijevih pločica p-tipa mijenjanjem parametara jetkanja. Površina pSi se ponaša kao reducens srebrnih iona te se može uporabiti kao predložak za izradu SERS podloga. Nove SERS podloge su dobivene uranjanjem predložaka pSi u vodenu otopinu AgNO3. Uzorci su analizirani Ramanovom spektroskopijom s dvije laserske pobude (rezonantnom na 514, 5 nm i nerezonantnom na 1064 nm), infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom (FTIR), pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM) te s energijski razlučujućom rendgenskom spektroskopijom (EDS). Snimljeni Ramanovi spektri pSi s nerezonantnom pobudom pokazali su crveni pomak i širenje O(Γ) fononske vrpce što upućuje na jako fononsko zatočenje. Pored toga opažen je i efekt kvantnog zatočenja elektrona u vidu plavog pomaka fotoluminiscentne vrpce. Kako energija fotoluminiscencije u malim nanokristalima ovisi i o kisiku na površini nanokristala, analizom FTIR i EDS spektara nađena je djelomična prekrivenost površine uslijed čega se valna duljina fotoluminiscentne vrpce ne mijenja na način kako bi se to očekivalo prema modelu kvantnog zatočenja. Ti rezultati dodatno ukazuju da pasivizacija površine pSi kisikom uz kvantno zatočenje određuje elektronska stanja silicijevih nanokristala poroznog silicija. SEM mikrografije priređenih SERS podloga pokazale su različite morfologije sa značajnom razlikom u srednjoj veličini čestica i distribuciji veličina srebrnih nanočestica. Aktivnost SERS podloga je testirana koristeći molekule rodamina 6G (R6G) s rezonantnom pobudom. SERS podloga napravljena od predloška makro/mezoporoznog silicija je pokazala veliku SERS aktivnost koja omogućava mjerenje ekstremno niske koncentracije molekula R6G sve do 10^-15 M koja može ukazivati na detekciju jedne molekule.

Visoko luminiscentni porozni silicij; fotoluminiscencija; fononsko zatočenje; kvantno zatočenje; površinski pojačano Ramanovo raspršenje (SERS)

nije evidentirano