(Luận án tiến sĩ) chế tạo các cấu trúc nano vàng, bạc dạng hoa, lá trên silic để sử dụng trong nhận biết một số phân tử hữu cơ bằng tán xạ raman tăng cường bề mặt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - KIỀU NGỌC MINH CHẾ TẠO CÁC CẤU TRÚC NANO VÀNG, BẠC DẠNG HOA, LÁ TRÊN SILIC ĐỂ SỬ DỤNG TRONG NHẬN BIẾT MỘT SỐ PHÂN TỬ HỮU CƠ BẰNG TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƯỜNG BỀ MẶT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội - 2020 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - KIỀU NGỌC MINH CHẾ TẠO CÁC CẤU TRÚC NANO VÀNG, BẠC DẠNG HOA, LÁ TRÊN SILIC ĐỂ SỬ DỤNG TRONG NHẬN BIẾT MỘT SỐ PHÂN TỬ HỮU CƠ BẰNG TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƯỜNG BỀ MẶT Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 44 01 23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1: GS.TS ĐÀO TRẦN CAO NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 2: TS CAO TUẤN ANH Hà Nội - 2020 luan an i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực hướng dẫn GS.TS Đào Trần Cao TS Cao Tuấn Anh cộng tác đồng nghiệp Các kết nghiên cứu thực Viện khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Các số liệu kết luận án hoàn toàn trung thực chưa công bố luận án khác Tác giả luận án Kiều Ngọc Minh luan an ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Đào Trần Cao TS Cao Tuấn Anh - người thầy tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình học tập thực nội dung nghiên cứu luận án này, người đã cho em những lời khun bở ích, lời động viên lúc em gặp khó khăn và truyề n cho em lòng say mê khoa học Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Lương Trúc Quỳnh Ngân - Viện Khoa học Vật liệu giúp đỡ nhiều việc thực luận án Em xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy Lãnh đạo Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Lãnh đạo Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thời gian, sở vật chất, tài hồ sơ thủ tục giúp em hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Lê Văn Vũ - Giám đốc trung tâm Khoa học Vật liệu, thuộc khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học tự nhiên anh, chị phòng Siêu cấu trúc – Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương giúp đỡ thực số phép đo đạc, khảo sát mẫu Tôi xin chân thành cảm ơn cơ, bạn thuộc Phịng Phát triển thiết bị Phương pháp phân tích - Viện Khoa học Vật liệu luôn động viên, giúp đỡ cho ý kiến quý báu công việc sống Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm GDNN-GDTX thành phố Phúc Yên Trường Cao đẳng Vĩnh Phúc tạo điều kiện thời gian để thực tốt đề tài nghiên cứu Cuối tơi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè, người bên chia sẻ, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình học tập thực luận án Tác giả luận án Kiều Ngọc Minh luan an iii LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ viii Mở đầu Chương 1: Tổng quan tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) 1.1 Tán xạ Raman 1.2 Tán xạ Raman tăng cường bề mặt 1.2.1 Cơ chế tăng cường điện từ 1.2.2 Cơ chế tăng cường hóa học 11 1.3 Hệ số tăng cường SERS 14 1.3.1 Hệ số tăng cường đơn phân tử (SMEF) 14 1.3.2 Hệ số tăng cường đế SERS (SSEF) 15 1.3.3 Hệ số tăng cường phân tích (AEF) 15 1.3.4 Hệ số tăng cường ước tính dựa phép đo mặt cắt 16 ngang 1.4 Sự phụ thuộc SERS vào hình thái cấu trúc nano kim loại 16 1.4.1 Ảnh hưởng hình dạng cấu trúc nano kim loại 16 1.4.2 Ảnh hưởng kích thước cấu trúc nano kim loại 21 1.5 Ứng dụng SERS 22 1.5.1 Ứng dụng SERS phân tích mơi trường 23 1.5.2 Ứng dụng SERS phân tích y học, sinh học, pháp y 24 1.6 Tình hình nghiên cứu SERS Việt Nam 26 1.7 Kết luận chương 28 Chương Các phương pháp chế tạo khảo sát đế SERS 2.1 Giới thiệu chung loại đế SERS 2.2 Các phương pháp chế tạo đế SERS 2.2.1 Cách tiếp cận từ xuống (top-down) 2.2.1.1 Phương pháp chế tạo cấu trúc nano kim loại quý dạng huyền phù 2.2.1.2 Phương pháp chế tạo cấu trúc nano kim loại quý đế rắn 2.2.2 Cách tiếp cận từ lên (bottom-up) 2.2.2.1 Chế tạo cấu trúc nano kim loại quý dạng huyền phù 30 30 32 32 33 luan an 34 39 40 iv 2.2.2.2 Chế tạo cấu trúc nano kim loại quý đế rắn 43 46 2.2.3 Một số phương pháp khác 46 2.2.3.1 Phương pháp ăn mịn 47 2.2.3.2 Phương pháp tạo khn 2.3 Các phương pháp khảo sát cấu trúc tính chất đế SERS 48 2.3.1 Phương pháp khảo sát hình thái cấu trúc 48 2.3.1.1 Khảo sát hình thái kính hiển vi điện tử quét 48 2.3.1.2 Khảo sát thành phần cấu trúc nhiễu xạ tia X 50 2.3.2 Phương pháp khảo sát tính chất đế SERS 50 50 2.3.2.1 Phổ hấp thụ UV-Vis 51 2.3.2.2 Phổ tán xạ Raman 53 2.4 Kết luận chương Chương Chế tạo khảo sát tính chất cấu trúc nano 54 bạc nano vàng Si 3.1 Quy trình chế tạo cấu trúc nano bạc Si phương pháp lắng 54 đọng hóa học 3.1.1 Hóa chất 54 3.1.2 Các bước chế tạo cấu trúc nano bạc Si phẳng phương 55 pháp lắng đọng hóa học 3.2 Quy trình chế tạo cấu trúc nano bạc, vàng Si phẳng 56 phương pháp lắng đọng điện hóa 3.2.1 Hóa chất 56 3.2.2 Các bước chế tạo cấu trúc nano Ag Au Si phẳng 57 phương pháp lắng đọng điện hóa 3.3 Chế tạo hạt nano bạc Si phương pháp lắng đọng hóa 58 học 3.3.1 Kết chế tạo 58 3.3.2 Cơ chế hình thành hạt nano bạc đế Si chế tạo 59 phương pháp lắng đọng hóa học 3.4 Nghiên cứu chế tạo cấu trúc cành nano bạc Si 61 3.4.1 Chế tạo cành nano Ag Si phương pháp lắng 61 đọng hóa học 3.4.2 Chế tạo cành nano Ag Si phương pháp lắng 64 đọng điện hóa 3.4.3 Cơ chế hình thành cành nano bạc 69 3.5 Chế tạo cấu trúc hoa nano bạc Si 72 3.5.1 Kết chế tạo 72 3.5.2 Cơ chế hình thành hoa nano bạc 78 luan an v 3.6 Chế tạo hoa nano vàng phương pháp lắng đọng điện hóa 3.6.1 Chế tạo hoa nano vàng mầm bạc 3.6.2 Cơ chế hình thành hoa nano vàng 80 80 82 85 3.7 Kết luận chương Chương Sử dụng cấu trúc nano vàng, bạc dạng hoa, làm đế 86 SERS để phát vết số phân tử hữu 4.1 Các hóa chất dùng để phân tích SERS bước chuẩn 86 bị đế SERS trước đo 4.1.1 Chuẩn bị mẫu trước ghi phổ SERS 4.1.2 Các chất dùng để phân tích SERS 4.2 Nghiên cứu yêu cầu đế SERS tốt 4.2.1 Tính đồng cấu trúc cành hoa nano vàng, bạc 4.2.1.1 Tính đồng cấu trúc cành nano bạc 4.2.1.2 Tính đồng cấu trúc hoa nano vàng bạc 4.2.1.3 Tính đồng lô mẫu 4.2.2 Khảo sát hệ số tăng cường đế SERS 4.3 Nghiên cứu ứng dụng cấu trúc cành nano bạc 4.3.1 Phát thuốc trừ cỏ paraquat 4.3.2 Phát thuốc trừ sâu pyridaben 4.3.3 Phát thuốc trừ sâu thiram 4.4 Nghiên cứu ứng dụng cấu trúc hoa nano bạc vàng 4.4.1 Phát tinh thể tím crystal violet 4.4.2 Phát melamine 4.4.3 Phát xyanua 4.4.4 Phát rhodamine B 4.5 Kết luận chương KẾT LUẬN DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO luan an 86 86 87 87 88 91 93 94 96 96 99 104 107 107 110 114 119 122 123 125 126 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AgNP - hạt nano bạc AgNDs - cành nano bạc AgNFs - hoa nano bạc AuNFs - hoa nano vàng AuNFs@AgNPs - hoa nano vàng mọc lên mầm AgNPs AsA - axít ascorbic CV - tinh thể tím (crystal violet) DC - nguồn điện chiều đ.v.t.y - đơn vị tùy ý EF - hệ số tăng cường SERS EM - điện từ HOMO - quỹ đạo phân tử điền đầy cao KCN - xyanua (cyanine) LSPR - cộng hưởng plasmon bề mặt định xứ LUMO - quỹ đạo phân tử không điền đầy thấp MG - malachite green PQ - paraquat PVP - polyvinyl-pyrrolidone RhB - rhodamine B SEM - kính hiển vi điện tử quét SERS - tán xạ Raman tăng cường bề mặt Si - silic XRD - phổ nhiễu xạ tia X luan an vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU e- - điện tử h+ - lỗ trống J - mật độ dịng điện hóa M - mol/lít mM - milimol/lít (=10-3 M) ppm - phần triệu ppb - phần tỉ luan an viii DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Danh mục hóa chất sử dụng quy trình chế tạo cấu trúc nano Ag Si phương pháp lắng đọng hóa học Bảng 3.2 Danh mục hóa chất sử dụng quy trình chế tạo cấu trúc nano Ag Au Si phương pháp lắng đọng điện hóa Bảng 4.1 Các loại phân tử hữu sử dụng cho phân tích SERS Bảng 4.2 Các số liệu thu đế AgNDs bảy vị trí khác Bảng 4.3 Các số liệu thu đế AuNFs bảy vị trí khác Bảng 4.4 Các số liệu thu đế AgNFs bảy vị trí khác Bảng 4.5 So sánh số liệu thu đế AgNDs, AuNFs AgNFs Bảng 4.6 Các số liệu thu đế AgNFs năm lô mẫu khác Bảng 4.7 Hệ số tăng cường SERS loại đế SERS Bảng 4.8 Các dao động tương ứng với đỉnh Raman đặc trưng pyridaben Bảng 4.9 Các dao động tương ứng với đỉnh SERS đặc trưng thiram Bảng 4.10 Các dao động tương ứng với đỉnh SERS crystal violet Bảng 4.11 Hệ số tăng cường đế SERS nồng độ melamine khác Bảng 4.12 Các dao động tương ứng với đỉnh SERS rhodamine B 54 56 87 90 91 92 93 94 96 102 106 109 113 121 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giản đồ lượng cho tán xạ Raman, tán xạ Rayleigh Hình 1.2 Các mode dao động phân tử H2O Hình 1.3 Ba mode dao động H2O với thay đổi a) kích thước, (b) hình dạng (c) định hướng ellipsoid phân cực phân tử nước Hình 1.4 Sơ đồ minh họa cộng hưởng plasmon bề mặt định xứ (LSPR) với điện tử dẫn tự hạt nano kim loại định hướng theo dao động kết nối mạnh với ánh sáng tới Hình 1.5 Minh họa chế tăng cường hóa học khác SERS: a) Truyền điện tích; b) Cộng hưởng phân tử; c) Hóa học khơng cộng hưởng Hình 1.6 Hệ số tăng cường SERS phụ thuộc vào khoảng cách hạt nano hình cầu Hình 1.7 Ảnh SEM hạt nano với hình dạng khác nhau: a) Nano vàng hình tam giác; b) Nano bạc hình dây cung; c) Nano bạc hình lăng kính luan an 7 10 13 17 18 133 [64] H Pua, X Xiea, D Sun, et al, Double Strand DNA Functionalized Au@Ag Nps for Ultrasensitive Detection of 17β-estradiol Using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, Talanta, 2019, 195, 419-23 [65] O Guselnikova, P Postnikov, A Pershina, et al, Express and portable labelfree DNA detection and recognition with SERS platform based on functional Au grating, Appl Surf Sci., 2019, 470, 219-227 [66] S Laing, K Gracie, K Faulds, Multiplex in vitro detection using SERS, Chem Soc Rev., 2016, 45, 1901-1918 [67] J Morla-Folch, H N Xie, R A A Puebla, et al, fast optical chemical and structural classification of RNA, ACS Nano, 2016, 10, 2834-2842 [68] E Papadopoulou, S E Bell, Label-free detection of nanomolar unmodified single- and double-stranded DNA by using surfaceenhanced Raman spectroscopy on Ag and Au colloids, Chem Eur J, 2012, 18, 5394-5400 [69] Y Chen, G Chen, S Feng, et al, Label-free serum ribonucleic acid analysis for colorectal cancer detection by surface-enhanced Raman spectroscopy and multivariate analysis, J Biomed Opt., 2012, 17, 067003-8 [70] H Zhang, Y Liu, J Gao, et al, A sensitive SERS detection of miRNA using a label-free multifunctional probe, Chem Commun (Camb), 2015, 51, 16836-16839 [71] P Negri, S A Sarver, N M Schiavone, et al, Online SERS detection and characterization of eight biologicallyactive peptides separated by capillary zone electrophoresis, The Analyst, 2015, 140, 1516-1522 [72] B G daFonseca, L A S Costa, A C Sant’Ana, Insights of adsorption mechanisms of Trp-peptides on plasmonic surfaces by SERS, Spectrochim Acta, 2017, 190, 383-391 [73] D Lin, T Gong, Z Hong, et al, Metal Carbonyls for the Biointerference-Free Ratiometric Surface-Enhanced Raman Spectroscopy-Based Assay for Cell-Free Circulating DNA of Epstein-Barr Virus in Blood, Anal Chem, 2018, 90, 71397147 luan an 134 [74] J Y Lim, J S Nam, S E Yang, et al, Identification of newly emerging inflluenza viruses by surface enhanced Raman spectroscopy, Anal Chem, 2015, 87, 11652-11659 [75] X Meng, H Wang, N Chen, et al, A Graphene-Silver Nanoparticles-Silicon Sandwich SERS Chip for Quantitative Detection of Molecules and Capture, Discrimination, Inactivation of Bacteria, Anal Chem, 2018, 90, 5646-5653 [76] K C Henderson, E S Sheppard, O E Rivera-Betancourt, et al, The multivariate detection limit for Mycoplasma pneumoniae as determined by nanorod array-surface enhanced Raman spectroscopy and comparison with limit of detection by qPCR, Analyst, 2014, 139, 6426-6434 [77] N Banaei, A Foley, J M Houghton, et al, Multiplex detection of pancreatic cancer biomarkers using a SERS-based immunoassay, Nanotechnology, 2017, 28, 455101-12 [78] F Nicolson, L E Jamieson, S Mabbott, Through tissue imaging of a live breast cancer tumour model using handheld surface enhanced spatially offset resonance Raman spectroscopy (SESORRS), Chem Sci., 2018, 9, 3788-3792 [79] Z Birech, P W Mwangi, F Bukachi, et al, Application of Raman spectroscopy in type diabetes screening in blood using leucine and isoleucine amino-acids as biomarkers and in comparative anti-diabetic drugs efficacy studies, PLoS One, 2017, 12, e0185130-12 [80] A Tata, B Gralec, E Proniewicz, Unsupported platinum nanoparticles as effective sensors of neurotransmitters and possible drug curriers, Appl Surf Sci, 2018, 435, 256-264 [81] A S Moody, B Sharma, Multi-metal, multi-wavelength surface-enhanced Raman spectroscopy detection of neurotransmitters, ACS Chem Neurosci., 2018, 9, 1380-1387 [82] E G Rico, R A A Puebla, L Guerrini, Direct surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy of nucleic acids: from fundamental studies to reallife applications, Chem Soc Rev., 2018, 47, 4909-4923 luan an 135 [83] S He, Y M E Kyaw, E K M Tan, Quantitative and Label-Free Detection of Protein Kinase A Activity Based on Surface-Enhanced Raman Spectroscopy with Gold Nanostars, Anal Chem., 2018, 90, 6071-6080 [84] D Zhang, L Huang, B Liu, et al, Quantitative and ultrasensitive detection of multiplex cardiac biomarkers in lateral flow assay with core-shell SERS nanotags, Biosens Bioelectron., 2018, 106, 204-211 [85] D Maddipatla, F Janabi, et al, Development of a novel wrinkle-structure based SERS substrate for drug detection applications, Sensing and Bio-Sensing Research, 2019, 24, 100281-39 [86] D Lee, Y J Choe, M Lee, D H Jeong, et al, Protein-Based SERS Technology Monitoring the Chemical Reactivity on an α-Synuclein-Mediated TwoDimensional Array of Gold Nanoparticles, Langmuir, 2011, 27, 12782-12787 [87] F Domenici, A R Bizzarri, S Cannistraro, Surface-enhanced Raman scattering detection of wild-type and mutant p53 proteins at very low concentration in human serum, Anal Biochem., 2012, 421, 9-15 [88] K C Gordon, C M McGoverin, Raman mapping of pharmaceuticals, Int J Pharm., 2011, 417, 151-162 [89] D Kurouski, R P Van Duyne, In Situ detection and identification of hair dyes using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), Anal Chem., 2015, 87, 29012906 [90] B H Nguyen, V H Nguyen, H N Tran, Rich variety of substrates for surface enhanced Raman spectroscopy, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2016, 7, 033001-11 [91] T D T Ung, T H Nguyen, Q L Nguyen, Large 2D-arrays of sizecontrollable silver nanoparticles prepared by hybrid deposition, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2016, 7, 035013-7 [92] T T K Chi, N T Le, N Q Liem, et al, Preparation of SERS substrates for the detection of organic molecules at low concentration, Communications in Physics, 2016, 26, 261-268 luan an 136 [93] T T Nguyen, T D T Ung, Q L Nguyen, Square-inch 2D-arrays of Au nanodisks fabricated by sputtering Au onto anodic aluminum oxide templates for SERS applications, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2016, 7, 045017-7 [94] N T T An, D Q Dao, P C Nam, et al, Surface Enhanced Raman Scattering of Melamine on Silver Substrate: An Experimental and DFT Study, Spectrochim Acta A, 2016, 169, 230-237 [95] N T Binh, N T Dinh, N Q Dong, et al, Surface-enhanced Raman scattering from a layer of gold nanoparticles, VNU Journal of Science: Mathematics – Physics, 2010, 26, 187-192 [96] T B Nguyen, T K T Vu, Q D Nguyen, et al, Preparation of metal nanoparticles for surface enhanced Raman scattering by laser ablation method, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2012, 3, 025016-5 [97] N T Binh, N Q Dong, Preparation of Au-Ag Alloy Nanoparticles for Surface Enhanced Raman Scattering, VNU Journal of Science: Mathematics – Physics, 2015, 31, 14-21 [98] T B Pham, V C Nguyen, V H Pham, et al, Fabrication of Silver NanoDendrites on Optical Fibre Core by Laser-Induced Method for Surface-Enhanced Raman Scattering Applications, J Nanosci Nanotechnol., 2019, 19, 1–8 [99] T B Pham, T H C Hoang, V H Pham, et al, Detection of permethrin pesticide using silver nano-dendrites SeRS on optical fbre fabricated by laserassisted photochemical method, Sci Rep., 2019, 9, 12590-10 [100] T C Dao, T Q N Luong, T A Cao, N M Kieu, V V Le, Application of silver nanodendrites deposited on silicon in SERS technique forthe trace analysis of paraquat, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2016, 7, 015007-6 [101] K N Minh, C T Anh, L T Q Ngan, L V Vu, D T Cao, Synthesis of Flower-like Silver Nanostructures on Silicon and Their Application in Surfaceenhanced Raman Scattering, Commun Phys, 2016, 26, 241-246 [102] L T Q Ngan, K N Minh, D T Cao, C T Anh, L V Vu, Synthesis of Silver Nanodendrites on Silicon and Its Application for the Trace Detection of luan an 137 Pyridaben Pesticide Using SurfaceEnhanced Raman Spectroscopy, J Electron Mater, 2017, 46, 3770-3775 [103] N M Kieu, T C Dao, T A Cao, V V Le, T Q N Luong, Fabrication of silver flower-like microstructures on silicon and their use as surface-enhanced raman scatering substrates to detect melamine traces, The 6th Asian Symposium on Advanced Materials: Chemistry, Physics & Biomedicine of Functional and Novel Materials (ASAM-6), September 27-30, 2017, Hanoi, Vietnam [104] T C Dao, N M Kieu, T Q N Luong, T A Cao, N H Nguyen, V V Le, Modifcation of the SERS spectrum of cyanide traces due to complex formationbetween cyanide and silver, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2018, 9, 025006-5 [105] T C Dao, T Q N Luong, T A Cao, N M Kieu, High-sensitive SERS detection of thiram with silver nanodendrites substrate, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol, 2019, 10, 025012-4 [106] T C Dao, N T Q Luong, T A Cao, N M Kieu, N H Nguyen, V V Le, Electrochemical synthesis of flower-like gold nanoparticles for SERS application, J Electron Mater, 2019, 48, 5328-5332 [107] L T Q Ngan, Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang định hướng ứng dụng tán xạ Raman tăng cường bề mặt hệ dây nanô silic xếp thẳng hàng, luận án tiến sĩ khoa học vật liệu, 2016 [108] S J Oldenburg, J B Jackson, S L Westcott, et al, Infrared extinction properties of gold nanoshells, Appl Phys Lett., 1999, 75, 2897-2899 [109] M Fan, G F S Andrade, A G Brolo, A review on the fabrication of substrates for surface enhanced Raman spectroscopy and their applications in analytical chemistry, Anal Chim Acta, 2011, 693, 7-25 [110] R Pilot, SERS detection of food contaminants by means of portable Raman instruments, J Raman Spectrosc., 2018, 49, 954-981 [111] F Chu, S Yan, J Zheng, et al, A Simple Laser Ablation-Assisted Method for Fabrication of Superhydrophobic SERS Substrate on Teflon Film, Nanoscale Res Lett, 2018, 13, 244-9 luan an 138 [112] N F V Borrero, J M C S Filho, V A Ermakov, et al, Silver nanoparticles produced by laser ablation for a study on the effect of SERS with low laser power on N719 dye and Rhodamine-B, Electronic, Photonic and Magnetic Materials, 2019 , 4, 723-731 [113] M Vinod, R S Jayasree, K G Gopchandran, et al, Synthesis of pure and biocompatible gold nanoparticles using laser ablation method for SERS and photothermal applications, Curr App Phys, 2017, 17, 1430-1438 [114] E Fazio, S Spadaro, M Santoro, et al, Synthesis by picosecond laser ablation of ligand-free Ag and Au nanoparticles for SERS applications, EPJ Web of Conferences, 2018, 167, 05002-5 [115] C Byram, S S B Moram, V R Soma, SERS based detection of multiple analytes from dye/explosive mixtures using picosecond laser fabricated gold nanoparticles and nanostructures, Analyst, 2019,144, 2327-2336 [116] M S S Bharati, B Chandu, S V Rao, Explosives sensing using Ag–Cu alloy nanoparticles synthesized by femtosecond laser ablation and irradiation, RSC Adv., 2019, 9, 1517-1525 [117] K Bi, Y Chen, et al, Direct electron-beam patterning of transferrable plasmonic gold nanoparticles using a HAuCl4/PVP composite resist, Nanoscale, 2019, 11, 1245-8 [118] L Gunnarsson, E J Bjerneld, H Xu, et al, Interparticle coupling effects in nanofabricated substrates for surfaceenhanced Raman scattering, Appl Phys Lett 2001, 78, 802-804 [119] A Lesuffleur, L K S Kumar, A G Brolo, et al, Apex-Enhanced Raman Spectroscopy Using Double-Hole Arrays in a Gold Film, J Phys Chem C, 2007, 111, 2347-2350 [120] Q Min, M J L Santos, E M Girotto, et al, Localized Raman Enhancement from a Double-Hole Nanostructure in a Metal Film, J Phys Chem C, 2008, 112, 15098-15101 [121] M Kahl, E Voges, S Kostrewa, et al, Periodically structured metallic substrates for SERS, Sensor Actuators B-Chem, 1998, 51, 285–291 luan an 139 [122] Q Yu, P Guan, D Qin, et al, Inverted Size-Dependence of SurfaceEnhancedRaman Scattering on Gold Nanohole and Nanodisk Arrays, Nano Lett, 2008, 8, 1923-1928 [123] A Gopinath, S V Boriskina, W R Premasiri, et al, Plasmonic Nanogalaxies: Multiscale Aperiodic Arrays for Surface-Enhanced Raman Sensing, Nano Lett, 2009, 9, 3922-3929 [124] S M Wells, S D Retterer, J M Oran, et al, Controllable anofabrication of Aggregate-like Nanoparticle Substrates and Evaluation for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, ACS Nano, 2009, 3, 3845-3853 [125] J Theiss, P Pavaskar, P M Echternach, et al, Plasmonic Nanoparticle Arrays with Nanometer Separation for High-Performance SERS Substrates, Nano Lett, 2010, 10, 2749-2754 [126] A G Brolo, R Gordon, B Leathem, et al, Surface Plasmon Sensor Based on the Enhanced Light Transmission through Arrays of Nanoholes in Gold Films, Langmuir, 2004, 20, 4813-4815 [127] N D Israelsen, C Hanson, E Vargis, Nanoparticle Properties and Synthesis Effects on Surface-Enhanced Raman Scattering Enhancement Factor: An Introduction, Sci World J., 2015, 124582-13 [128] F Tian, F Bonnier, A Casey, et al, Surface Enhanced Raman Scattering with Gold Nanoparticles: Effect of Particle Shape, Anal Methods, 2014, 6, 9116-9123 [129] B Wiley, Y Sun, B Mayers, et al, Shape-Controlled Synthesis of Metal Nanostructures: The Case of Silver, Chem Eur J., 2005, 11, 454-463 [130] F Benz, R Chikkaraddy, A Salmon, et al, SERS of Individual Nanoparticles on a Mirror: Size Does Matter, but so Does Shape, J Phys Chem Lett 2016, 7, 2264-2269 [131] D J de Aberasturi, A B S Montes, J Langer, et al, Surface Enhanced Raman Scattering Encoded Gold Nanostars for Multiplexed Cell Discrimination, Chem Mater., 2016, 28, 6779-6790 luan an 140 [132] X Wen, Y T Xie, M W C Mak, et al, Dendritic Nanostructures of Silver: Facile Synthesis, Structural Characteri-zations, and Sensing Applications, Langmuir, 2006, 22, 4836-4842 [133] L Sun, A Liu, X Tao, et al, A green method for synthesis of silver nanodendrites, J Mater Sci, 2011, 46, 839-845 [134] Z Zhao, N Chamele, M Kozicki, et al, Photochemical synthesis of dendritic silver nano-particles for anti-counterfeiting, J Phys Chem C, 2019, 7, 6099-610 [135] A Mohammadi, D L Nicholls, A Docoslis, Improving the SurfaceEnhanced Raman Scattering Performance of Silver Nanodendritic Substrates with Sprayed-On Graphene-Based Coatings, Sensors, 2018, 18, 3404-16 [136] C Y Song, B Y Yang, W Q Chen, et al, Gold Nanoflowers with Tunable Sheet-like Petals: Facile Synthesis, SERS Performances and Cell Imaging, J Mater Chem B, 2016, 4, 7112-7118 [137] C Y Song, N Zhou, B Y Yang, et al, Facile synthesis of hydrangea flowerlike hierarchical gold nanostructures with tunable surface topographies for singleparticle surface-enhanced Raman scattering, Nanoscale, 2015, 7, 1700417011 [138] H I Khan, M U Khalid, A Abdullah, et al, Facile synthesis of gold nanostars over a wide size range and their excellent surface enhanced Raman scattering and fluorescence quenching properties, J Vac Sci Technol, 2018, 36, 03E101-7 [139] R E Darienzo, K Karius, N Obla, et al, Synthesis of Coral-shaped Gold Nanoparticles for SERS sensing applications, Mater Res Express, 2018, 5, 095003-20 [140] H Zheng, D Ni, Z Yu, et al, Fabrication of flower-like silver nanostructures for rapid detection of caffeine using surface enhanced Raman spectroscopy, Sens Actuator B-Chem, 2016, 231, 423-430 [141] C Zhang, R Hao, B Zhao, et al, Novel synthesis of hierarchical flower-like silver assemblies with assistance of natural organic acids for surface-enhanced Raman spectroscopy, J Mater Sci, 2017, 52, 11391-11401 luan an 141 [142] G A El-Nagar, R M Sarhan, A Abouserie, et al, Efcient 3D-Silver flowerlike Microstructures for NonEnzymatic Hydrogen Peroxide (H2O2) Amperometric Detection, Sci Rep., 2017, 7, 12181-8 [143] S Roy, C M Ajmal, S Baik, et al, Silver Nanoflowers for Single-Particle SERS with 10 pM Sensitivity, Nanotechnology, 2017, 28, 465705-24 [144] T Yang, S Xu, S Ren, et al, A facile and “green” chemistry method of synthesis of Microscale noble metals (Au, Ag, Cu), Mater Sci Eng., 2018, 452, 022120-6 [145] X Fu, Y Chu, K Zhao, et al, Ultrasensitive detection of the β-adrenergic agonist brombuterol by a SERS-based lateral flow munochromatographic assay using flower-like gold-silver core-shell nanoparticles, Microchim Acta, 2017, 184, 1711-1719 [146] Y Wang, P H C Camargo, S E Skrabalak, et al, A Facile, Water-Based Synthesis of Highly Branched Nanostructures of Silver, Langmuir, 2008, 24, 1204212046 [147] J Yang, R C Dennis, D K Sardar, Room-temperature synthesis of flowerlike Ag nanostructures consisting of single crystalline Ag nanoplates, Mater Res Bull, 2011, 46, 1080-1084 [148] B Jiang, M Li, F Bai, et al, Morphology-controlled synthesis of silver nanoparticles on the silicon substrate by a facile silver mirror reaction, AIP Adv, 2013, 3, 032119-7 [149] V Halouzka, P Jakubec, L Kvitek, et al, Deposition of Nanostructured Ag Films on Silicon Wafers by Electrochemical/Electrophoretic Deposition for Electrochemical and SERS Sensing, J Electrochem Soc, 2013, 160, B54-B59 [150] X Tu, Z Li, J Lu, et al, In situ preparation of Ag nanoparticles on silicon wafer as highly sensitive SERS substrate, RSC Adv, 2018, 8, 2887-2891 [151] F Zhang, P Chen, X Li, et al, Further localization of optical field for flower-like silver particles under laser radiation, Phys Lett., 2013, 10, 045901-6 luan an 142 [152] C Li, R Dai, X Wu, et al, Electrochemical Fabrication of Silver Dendrites as an Excellent Platform for Surface Enhanced Raman Scattering Application, J Electrochem Sci, 2017, 12, 3252-3262 [153] O J R Clarke, G J H S Marie, C L Brosseau, Evaluation of an Electrodeposited Bimetallic Cu/Ag Nanostructured Screen Printed Electrode for Electrochemical Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (EC-SERS) Investigations, J Electrochem Soc, 2017, 164, B3091-B3095 [154] Z Cheng, Y Qiu, Z Li, et al, Fabrication of silver dendrite fractal structures for enhanced second harmonic generation and surface-enhanced Raman scattering, Opt Mater Express, 2019, 9, 860-869 [155] L Fu, A Wang, Y Zheng, Electrodeposition of Ag dendrites/AgCl hybrid film as a novel photodetector, Mater Lett, 2015, 142, 119-121 [156] C L Liang, K Zhong, M Liu, et al, Synthesis of morphology-controlled silver nanostructures by electrodeposition, Nano-Micro Lett, 2010, 2, 6-10 [157] J Yu, X Zhou, Synthesis of Dendritic Silver Nanoparticles and Their Applications as SERS Substrates, Adv Mater Sci Eng., 2013 [158] Z Lv, L Mei, W Chen, et al, Shaped-controlled electrosynthesis of gold nanodendrites for highly selective and sensitive SERS detection of formaldehyde, Sens Actuator B-Chem, 2014, 201, 92–99 [159] V Perumal, U Hashim, S C.B Gopinath et al, ‘Spotted Nanoflowers’: Goldseeded Zinc Oxide Nanohybrid for Selective Bio-capture, Sci Rep., 2015, 5, 12231-12 [160] H Tang, P Zheng, G Meng, et al, Fabrication of hexagonally patterned flowerlike silver particle arrays as surfaceenhanced Raman scattering substrates, Nanotechnology, 2016, 27, 325303-6 [161] C Xue, G S Metraux, J E Millstone, et al, Mechanistic study of photomediated triangular silver nanoprism growth, J Am Chem Soc., 2008, 130, 83378344 luan an 143 [162] G S Métraux, C A Mirkin, Rapid thermal synthesis of silver nanoprisms with chemically tailorable thickness, Adv Mater., 2005, 17, 412-415 [163] Q Zhang, N Li, J Goebl, et al, systematic study of the synthesis of silver nanoplates: is citrate a “magic” reagent?, J Am Chem Soc., 2011, 133, 1893118939 [164] Q Zhang, X Li, Q Ma, et al, A metallic molybdenum dioxide with high stability for surface enhanced Raman spectroscopy, Nat Commun., 2017, 8, 14903-9 [165] C Y Huang, M S Tsai, Fabrication of 3D nano-hemispherical cavity array plasmonic substrate for SERS applications, Int J Optomechatroni, 2018, 12, 40–52 [166] G Liu, Y Li, G Duan, et al, Tunable surface plasmon resonance and strong SERS performances of Au opening-nanoshell ordered arrays, ACS Appl Mater Interfaces., 2012, 4, 1–5 [167] Y X Wang, S S Liu, W T Gao, et al, Surface-enhanced Raman spectroscopy based on ordered nanocap arrays, Superlattice Microst, 2012, 52, 750-758 [168] C Carraroa, R Maboudiana, L Magagnin, Metallization and nanostructuring of semiconductor surfaces by galvanic displacement processes, Surf Sci Rep., 2007, 62, 499-525 [169] O I Kuntyi, G.I Zozulya, M.V Shepida, Deposition of nanostructured metals on the surface of silicon by galvanic replacement: a mini-review, Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 2019, 3, 74-82 [170] Y Liu, G Ji, J Wang, et al, Fabrication and photocatalytic properties of silicon nanowires by metal-assisted chemical etching: effect of H2O2 Concentration, Nanoscale Res Lett., 2012, 7, 663-9 [171] Y Kobayashi, S Matsuda, K Imamura, et al, Hydrogen generation by reaction of Si nanopowder with neutral water, J Nanopart Res, 2017, 19, 176-9 [172] T A Witten, I M Sander, Diffusion-Limited Aggregation, a Kinetic Critical Phenomenon, Phys Rev Lett, 1981, 47, 1400-1403 luan an 144 [173] H You, S Yang, B Ding, et al, Synthesis of colloidal metal and metal alloy nanoparticles for electrochemical energy applications, Chem Soc Rev., 2013, 42, 2880-2904 [174] Y Zhang, S Sun, X Zhang, et al, Magnetic field controlled particle-mediated growth inducing icker-like silver architectures, Chem Eng J, 2014, 240, 494-502 [175] W F Cai, K B Pu, Q Ma, et al, Insight into the fabrication and perspective of dendritic Ag nanostructures, J Exp Nanosci., 2017, 12, 319-337 [176] R L Penn, J Banfield, Imperfect Oriented Attachment: Dislocation Generation in Defect-Free Nanocrystals, science, 1998, 281, 969-971 [177] C Zhu, S Liang, E Song, et al, In-situ liquid cell transmission electron microscopy investigation on oriented attachment of gold nanoparticles, Nat Commun., 2018, 9, 421-6 [178] Y F Yao, S Yang, C C Teng, et al, Formation of surface silver Nanonetwork structures through Hot Electron Regulated Difusionlimited Aggregation, Sci Rep 2019, 9, 6997-12 [179] T J Woehl, T Prozorov, The Mechanisms for Nanoparticle Surface Diffusion and Chain SelfAssembly Determined from Real-Time Nanoscale Kinetics in Liquid, J Phys Chem C, 2015, 119, 21261-21269 [180] H Zheng, S A Claridge, A M Minor, et al, Nanocrystal Diffusion in a Liquid Thin Film Observed by in Situ Transmission Electron Microscopy, Nano Lett., 2009, 9, 2460-2465 [181] X Qin, Z Miao, Y Fang, et al, Preparation of Dendritic Nanostructures of Silver and Their Characterization for Electroreduction, Langmuir 2012, 28, 52185226 [182] Y Wei, Y Chen, L Ye, et al, Preparation of dendritic-like Ag crystals using monocrystalline silicon as template, Mater Res Bull., 2011, 46, 929-936 [183] Z Yang, W W Tjiu, W Fan, et al, Electrodepositing Ag nanodendrites on layered double hydroxides modified glassy carbon electrode: Novel hierarchical structure for hydrogen peroxide detection, Electrochim Acta, 2013, 90, 400-407 luan an 145 [184] L Chen, Q Jing, J Chen, et al, Silver nanocrystals of various morphologies deposited on silicon wafer and their applications in ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering, Mater Charact., 2013, 85, 48-56 [185] Y Xiong, I Washio, J Chen, et al, Poly(vinyl pyrrolidone): A Dual Functional Reductant and Stabilizer for the Facile Synthesis of Noble Metal Nanoplates in Aqueous Solutions, Langmuir, 2006, 22, 8563-8570 [186] K M Koczkur, S Mourdikoudis, L Polavarapu, Polyvinylpyrrolidone (PVP) in nanoparticle synthesis, Dalton Trans., 2015, 44, 17883-17905 [187] F Liebig, R Henning, R M Sarhan, et al, A new route to gold nanoflowers ,Nanotechnology, 2018, 29, 185603 [188] L Zhao, X Ji, X Sun, et al, Formation and Stability of Gold Nanoflowers by the Seeding Approach: The Effect of Intraparticle Ripening, J Phys Chem., 2009, C 113, 16645-16651 [189] S Zhen, T Wu, X Huang, et al, Facile synthesis of gold nanoflowers as SERS substrates and their morphological transformation induced by iodide ions, Sci China Chem 2016, 59, 1045-1050 [190] M Ujihara, Solution-Phase Synthesis of Branched Metallic Nanoparticles for Plasmonic Applications, J Oleo Sci., 2018, 67, 689-696 [191] L M A Monzon, F Byrne, J M D Coey, Gold electrodeposition in organic media, J Electroanal Chem., 2011, 657, 54-60 [192] Z L Wang, R P Gao, B Nikoobakht, Surface Reconstruction of the Unstable {110} Surface in Gold Nanorods, J Phys Chem B, 2000, 104, 54175420 [193] I K Robinson, Direct Determination of the Au(llO) Reconstructed Surface by X-Ray Diffraction, Phys Rev Lett., 1983, 50, 1145-1148 [194] H Fang, X Zhang, S J Zhang, et al, Ultrasensitive and quantitative detection of paraquat on fruits skins via surface-enhanced Raman spectroscopy, Sens Actuator B-Chem., 2015, 213, 452-456 luan an 146 [195] T E Stoker, R L Cooper, J M Goldman, et al, Characterization of Pregnancy Outcome Following Thiram-Induced Ovulatory Delav in the Female Rat, Neurotoxicol Teratol., 1996, 18, 277-282 [196] R C Agrawal, Y Shukla Y, N K Mehrotra, Assessment of Mutagenic Potential of Thiram, Food Chem Toxicol, 1997, 35, 523-525 [197] H Dies, M Siampani, C Escobedo, et al, Direct Detection of Toxic Contaminants in MinimallyProcessed Food Products Using DendriticSurfaceEnhanced Raman Scattering Substrates, Sensors, 2018, 18, 2726-11 [198] Z Q Wen, G Li, D Ren, Detection of trace melamine in raw materials used for protein pharmaceutical manufacturing using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) with gold nanoparticles, Appl Spectrosc., 2011, 65, 514-521 [199] A Kim, S J Barcelo, R S Williams, et al, Melamine Sensing in Milk Products by Using Surface Enhanced Raman Scattering, Anal Chem., 2012, 84, 9303-9309 [200] D Senapati, S S R Dasary, A K Singh et al, A Label-Free Gold- Nanoparticle-Based SERS Assay for Direct Cyanide Detection at the Parts-perTrillion Level, Chem Eur J., 2011, 17, 8445-8451 [201] G Liu, W Cai, L Kong et al, Trace detection of cyanide based on SERS effect of Ag nanoplate-built hollow microsphere arrays, J Hazard Mater., 2013, 248, 435-441 [202] J Gao, L Guo, J Wu, et al, Simple and sensitive detection of cyanide using pinhole shell‐isolated nanoparticle‐enhanced Raman spectroscopy, J Raman Spectrosc, 2014, 45, 619-626 [203] G Senanayake, The cyanidation of silver metal: Review of kinetics and reaction mechanism, Hydrometallurgy, 2006, 8, 75-85 [204] V Lund, The Corrosion of Silver by Potassium Cyanide Solutions and Oxygen, Acta Chem Scand, 1951, 5, 555-567 luan an 147 [205] R D Shelton, J W Haas, E A Wachter, Surface-Enhanced Raman Detection of Aqueous Cyanide, Appl Spectrosc, 1994, 48, 1007-1010 [206] J Billmann, G Kovacs, A Otto, Enhanced Raman effect from cyanide adsorbed on a silver electrode, Surf Sci, 1980, 92, 153-173 [207] S Lin, W Hasi, X Lin, et al, Rapid and sensitive SERS method for determination of Rhodamine B in chili powder with paper-basedsubstrates, Anal Methods, 2015, 7, 5289-6 luan an ... Tổng quan tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) 1.1 Tán xạ Raman 1.2 Tán xạ Raman tăng cường bề mặt 1.2.1 Cơ chế tăng cường điện từ 1.2.2 Cơ chế tăng cường hóa học 11 1.3 Hệ số tăng cường SERS... chất ứng dụng vật liệu nên chọn đề tài ? ?Chế tạo cấu trúc nano vàng, bạc dạng hoa, silic để sử dụng nhận biết số phân tử hữu tán xạ Raman tăng cường bề mặt? ?? đề tài nghiên cứu luận án tiến sĩ Trong. .. bề mặt (SERS) 1.2 Tán xạ Raman tăng cường bề mặt Tán xạ Raman tăng cường bề mặt tượng cường độ tán xạ Raman tăng lên nhiều lần phân tử chất phân tích hấp phụ bề mặt cấu trúc nano kim loại ghồ