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http://hdl.handle.net/1843/69358
Type: | Dissertação |
Title: | Enhancement factor on tip-enhanced Raman spectroscopy |
Authors: | Aroldo Ribeiro Lopes Neto |
First Advisor: | Ado Jorio de Vasconcelos |
First Co-advisor: | Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cançado |
First Referee: | Leonardo Teixeira Neves |
Second Referee: | Wagner Nunes Rodrigues |
Abstract: | Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) is a technique that combines the Raman spectroscopy capability of providing chemical information with a Scanning Probe Microscopy (SPM) potential to resolve spatially details in the order of nanometers. The specific device behind the TERS spatial resolution enhancement is the nanoantenna. The nanoantennas are usually made of metal, and their tip apex is of the order of only a few nanometers. Also, there are several different ways to produce nanoantennas that yield different spatial resolution. However, other factors not related to the nanoantenna also play a role in the enhancement, and there is up to date no agreement on what is the intrinsic enhancement factor (fe) provided by the nanoantenna. The complexity resides both on the lack of a proper theoretical definition and of a reliable experimental procedure for measuring it. This dissertation aims to propose a protocol to measure the fe. The demand comes from the rapid development of TERS and the engineering of this nanoantennas, and the necessity to establish the tailorable factors that affect the enhancement properties of these tips. First, the theoretical description of the tip-sample interaction is investigated, as well as how it behaves by varying the sample and tip parameters. Latter, a tool for measuring the intrinsic fe and a protocol are discussed, which should be performed in a reference device made of a well-defined near-field Raman scattering material, integrated in a calibration device that that allows measuring all the parameters necessary to fully optimize and characterize the measuring system. In the conclusion chapter, two applications of the protocol are described. |
Abstract: | A espectroscopia Raman com aumento por ponta (do inglês tip-enhanced Raman spectroscopy - TERS) é uma técnica que combina o potencial da espectroscopia Raman de fornecer informações químicas sobre uma amostra com a capacidade da microscopia de varredura por sonda (do inglês scanning probe microscopy - SPM) de detalhar aspectos espaciais com resolução da ordem de nanômetros. A nanoantena é o dispositivo por trás do aumento do TERS, sendo geralmente feitas por um metal com propriedades plasmônicas e tendo o ápice com dimensões nanométricas. Existem várias técnicas diferentes para produzi-las, e algumas proporcionam aumentos maiores que outras. Porém, vários outros fatores não relacionados com a ponta também contribuem para esse aumento, e não há consenso sobre uma definição do fator de aumento intrínseco (fe) fornecido pela nanoantena, que isolaria esses outros fatores. A complexidade reside na ausência de uma definição teórica adequada para esse fator e de um experimento capaz de medir resultados consistentes para medi-la. Esta dissertação propõe um protocolo capaz de medir este fator de aumento intrínseco. A necessidade dessa definição vem da rápida evolução tecnológica na construção dessas antenas, e da dificuldade de comparar nanoantenas fabricadas por cada uma dessas diferentes formas. Primeiramente, nesta dissertação foram descritos os aspectos teóricos da curva de aproximação, usados para ajustar os dados experimentais para se determinar fe. Posteriormente, foi proposta um protocolo capaz de medir o fator de aumento intrínseco fe que deverá ser realizado com uma amostra com um espalhamento Raman de campo próximo bem descrito na literatura, integrado em um dispositivo com outras especificações que permitem caracterizar e otimizar o sistema de medição. Por fim, no capítulo de conclusão, duas possíveis aplicações para o protocolo são descritas. |
Subject: | Espectroscopia de Raman Grafeno Scanning probe microscopy |
language: | eng |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/69358 |
Issue Date: | 29-May-2020 |
Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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