Low Temperature Physics: 42, 106 (2016); https://doi.org/10.1063/1.4941965
Физика Низких Температур: Том 42, Выпуск 2 (Февраль 2016), c. 142-148    ( к оглавлению , назад )

Усиление наноструктурированной поверхностью серебра инфракрасного поглощения низкотемпературных тонких пленок урацила

А.Ю. Иванов1, С.Г. Степаньян1, Л. Адамович2, В.А. Карачевцев1

1Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: ivanov@ilt.kharkov.ua

2Department of Chemistry and Biochemistry, University of Arizona, Tucson AZ 85721, USA

Статья поступила в редакцию 12 ноября 2015 г.

Аннотация

Усиление наноструктурированной металлической поверхностью инфракрасного поглощения (SEIRA) адсорбированных биологических молекул является одним из основных направлений увеличения чувствительности современных оптических биосенсоров. Исследованы ИК фурье-спектры поглощения тонких пленок молекул азотистого основания РНК урацила, осажденных на низкотемпературные подложки (T = 6 К) с наноструктурами серебра, в спектральном диапазоне 2700–600 см–1. Показано, что интенсивность полос поглощения валентных колебаний νCO (диапазон 1800–1600 см–1) тонкослойных пленок урацила возрастает в 3–4 раза. Для многослойных пленок влияние наноструктур на колебательные спектры ослабевает, и для слоев пленки, удаленных от поверхности более чем на 15 нм, усиление практически отсутствует. Проведены расчеты энергий колебательных спектров комплексов мономеров и димеров Ur с 20-атомными тетраэдрическими нанокластерами серебра квантово-механическим методом DFT/B3LYP. Наиболее стабильными являются комплексы с координационной связью между вершиной тетраэдра серебра и кислородом карбонильной группы C4O. Установлено, что при образовании таких комплексов существенно (3–5 раз) усиливается интенсивность валентного колебания νC4O урацила, в то время как интенсивности деформационных колебаний βNH, βCH и кольца существенно не возрастают.

PACS: 78.66.–w Оптические свойства специфических тонких пленок;
PACS: 78.68.+m Оптические свойства поверхностей;
PACS: 33.20.Ea Инфpакpасные спектpы.

Ключевые слова: SEIRA, урацил, низкотемпературная матричная изоляция, ИК фурье-спектроскопия.

Oпубликована онлайн: 23 декабря 2015 г.