Морфологические характеристики ПС и их взаимосвязь с оптическими свойствами
Таблица 4
Факторные нагрузки для оптических параметров ипараметров шероховатости поверхности пленок серебра
| Факторные нагрузки | ||||||
| Метод главных компонент | ||||||
|
Фактор |
Фактор |
Фактор |
Фактор | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
|
λmax, нм |
-0,352 |
0,044 |
-0,135 |
-0,885 | ||
|
Dmax·(Δλ/2) , нм |
-0,31 |
-0,28 |
0,11 |
-0,85 | ||
|
Dmax |
0,97 |
0,06 |
0,03 |
0,02 | ||
|
Dmax /D2 |
-0,830 |
-0,228 |
0,072 |
-0,462 | ||
|
Dmax/(Δλ/2) , нм-1 |
0,8748 |
0,0687 |
-0,0441 |
0,3448 | ||
|
Hmax, нм |
0,0 |
1,0 |
0,2 |
0,1 | ||
|
A |
0,0 |
0,4 |
0,9 |
-0,2 | ||
|
B |
0,1 |
0,9 |
0,0 |
-0,1 | ||
|
Dist |
0,9 |
-0,1 |
0,3 |
0,2 | ||
|
Hreal, нм |
0,1 |
0,9 |
0,1 |
0,2 | ||
|
Hreal/A |
-0,01 |
0,89 |
-0,17 |
0,24 | ||
|
Hreal/B |
0,36 |
0,20 |
0,80 |
0,19 | ||
|
A/B |
-0,07 |
-0,50 |
0,84 |
0,02 | ||
Рис. 3. График собственных значений факторов, связывающих оптические свойства ПС с параметрами их поверхности.
Рис. 4. Двумерный график факторных нагрузок для факторов, связывающих оптические свойства ПС с параметрами их поверхности.
Установленная нами взаимосвязь между структурой поверхности ПС и их спектрами оптической плотности может быть объяснена следующими соображениями. Рост (в ходе отжига) довольно больших (~45x65 нм) островков как результат самоорганизации кластеров и реорганизации однородной части пленки ведет к почти 10-кратному увеличению R - главной характеристики шероховатости. Это, в свою очередь, способствует синему сдвигу спектра оптической плотности, который определяется, в основном, спектром возбуждения поверхностных плазменных резонансов (плазмонов). Важным следствием структурной реорганизации пленки является значительное увеличение расстояния между соседними частицами серебра на поверхности пленки, поэтому они оказываются более изолированными. В результате диполь- дипольные взаимодействия между этими частицами становятся более слабыми, нежели ранее. Это и определяет, в основном, полуширину спектра оптической плотности ПС.
Четвертая стадия отжига характеризуется процессом унификации формы частиц. Этот процесс также влияет на сужение спектра оптической плотности
ВЫВОДЫ
Параметры спектров оптической плотности ПС находятся в хорошей корреляции с данными по шероховатости их поверхности, полученными методом АСМ. Основными характеристиками, определяющими эту корреляцию, являются расстояние между частицами серебра Dist, а также коэффициент их формы R, равный отношению высоты (Hreal) к поперечному размеру (B) (R = Hreal/B). Наиболее коррелируют: максимальное значение оптической плотности с расстоянием между островками (коэффициент корреляции 0,95) и коэффициентом формы островков R (0,76); параметр спектра оптической плотности Dmax/(Dl/2) с расстоянием между островками (0,93) и коэффициентом формы островков R (0,68); полуширина полосы оптической плотности с расстоянием между островками (-0,79).
ЛИТЕРАТУРА
1. Набиев И.Р., Ефремов Р.Г. Cпектроскопия гигантского комбинационного рассеяния и ее применение к изучению биологических молекул / ВИНИТИ.- М., 1989.- 132 c. (Итоги науки и техники. Серия “Биоорганическая химия”, T.15).
2. Nabiev I.R., Sokolov K.V., Manfait M Surface-enhanced Raman spectroscopy and its biomedical applications // Biomolecular spectroscopy / Eds. R. J. H. Clark, R. E. Hester.- London: Wiley, 1993.- P. 267-338.
3. Maskevich S.A., Gachko G.A., Zanevsky G.V., Podtynchenko S.G. Using of heat treament silver island films to get the SERS spectra of adsorbed molecules // Proc. XIV Int. Conf. Raman Spectr. / Ed. Nai-Teng Yu.-New York: Jon Wiley & Sons, 1994.- P.644-645.
