SERS algılama uygulamaları için plazmonik nanoparçacık modifiyeli substrat

Nitrit ve amonyak gibi N-türevi türlerin toksisitesi üzerine, çevrede yaygın olarak bulunmalarının bir sonucu olarak çok sayıda araştırma yapılmıştır. Ekolojik sistem, çoğunlukla yoğun gübre kullanımından kaynaklanan besin kirliliği nedeniyle tehdit altındadır. Bir diğer kirlilik kaynağı da endüstriyel gaz bacaları ve içten yanmalı motorlardır. Literatürde nitrit iyonlarının incelenmesi için kromatografi, elektrokimya ve kolorimetri gibi çok sayıda analitik teknik geliştirilmiştir. NOx ve NH3 tespit cihazlarının geliştirilmesinin bir diğer avantajı da hastalık tespitinde etkin rol almalarıdır. Nitrit ve amonyak, akciğer ve solunum bozukluklarının yanı sıra böbrek ve sindirim sistemi hastalıklarının teşhisinde kullanılan biyobelirteçlerdir. Yüzey Destekli Raman saçılması (SERS), yüksek hassasiyeti ve çözünürlüğü nedeniyle, pürüzlü bir Ag yüzeyinde keşfedilmesinden bu yana kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Şimdiye kadar, geniş bir spektral aralıkta ayarlanabilir absorpsiyon bantlarına sahip anizotropik soy metal nanoyapılar (Ag ve Au), elektromanyetik güçlendirme mekanizması (EM) aracılığıyla yüksek SERS aktivitesi göstermiştir. Bu tez, plazmonik metal parçacık substratlarının üretimi ve bunların N türevi moleküllerin tespitine uygulanması ile ilgilenmektedir. İlk iki bölüm, bakır plakalar üzerinde nanoparçacıkların sentezini sunmaktadır. Farklı morfolojilere sahip Ag ve Au nanoparçacık modifiye bakır filmler incelenmiştir. Ag ve Au nanoparçacıklarının Cu yüzeyindeki homojen dağılımı, nanoparçacıkların başarılı bir şekilde bir araya getirilmesinden ve kullanılan bakır plakanın yüzey özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Son bölümde 3 boyutlu grafen oksit iskelet üzerinde nanoparçacık üretimi sunulmaktadır. Farklı özelliklere sahip üç boyutlu (3D) grafen malzemeler SERS uygulamaları için henüz önemli ölçüde araştırılmamıştır. Bu araştırmada Ag modifikasyonlu grafen aerojeller (GA) SERS substratları olarak kullanılmıştır. Substratların SERS performansı, N türevi bir prob molekülü olan Rhodamine B (RhB) tespit edilerek incelenmiştir. En yüksek hassasiyete sahip substrat daha sonra nitrit tespiti için kullanılmıştır. RhB molekülleri için tespit limiti Ag nanoparçacık modifiye Cu substrat için 10-8 M, Au-Ag nanoparçacık modifiye substrat için 10-16 M ve Ag nanoparçacık modifiye GA substrat için 10-6'dır. SERRS tekniği (Yüzey Geliştirilmiş Rezonans Raman Spektroskopisi), azo boya üretimini benimseyen nitrit tespitini incelemek için kullanılmıştır. En başarılı substrat 10-14M kadar düşük nitrit konsantrasyonlarını tespit edebilmiştir.