Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 23/2019

13.11.2019

Neodymium doped zinc oxide for ultersensitive SERS substrate

verfasst von: Ming Gao, Jiacheng Yao, Yingnan Quan, Jinghai Yang, Pengwei Huo, Jiangdong Dai, Yongsheng Yan, Changchang Ma

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 23/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We report on the fabrication of neodymium doped zinc oxide (ZNO) for use in surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). The SERS enhancement of ZNO nanoparticles exhibited 7 times higher than that of pure zinc oxide. We analyzed in detail the enhancement mechanism of the ZNO. The detection limit of malachite green (MG) was 10−7 M, and the SERS signal intensity showed a good linear relationship with the logarithm of the MG concentration (R2 = 0.9817). This indicates that ZNO is an excellent SERS substrate for trace analysis and ultrasensitive molecular sensing. This study provides a new strategy to improve the overall SERS property of ZnO-based materials via chemical doping.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Z.W. Cheng, B.W. Yang, Q.C. Chen, W.C. Ji, Z.M. Shen, Chem. Eng. J. 332, 351 (2018) Z.W. Cheng, B.W. Yang, Q.C. Chen, W.C. Ji, Z.M. Shen, Chem. Eng. J. 332, 351 (2018)
2.
Zurück zum Zitat X.B. Feng, N. Gan, H.R. Zhang, Q. Yan, Q.L. Jiang, Biosens. Bioelectron. 74, 587 (2015) X.B. Feng, N. Gan, H.R. Zhang, Q. Yan, Q.L. Jiang, Biosens. Bioelectron. 74, 587 (2015)
3.
Zurück zum Zitat X.L. Li, Y. Zhang, L.Y. Jing, X.H. He, Chem. Eng. J. 292, 326 (2016) X.L. Li, Y. Zhang, L.Y. Jing, X.H. He, Chem. Eng. J. 292, 326 (2016)
4.
Zurück zum Zitat J.H. Park, J.Y. Byun, H. Jang, D. Hong, M.G. Kim, Biosens. Bioelectron. 97, 292 (2017) J.H. Park, J.Y. Byun, H. Jang, D. Hong, M.G. Kim, Biosens. Bioelectron. 97, 292 (2017)
5.
Zurück zum Zitat S. Mostafa, M. Mahnaz, S.N. Ali, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 474 (2016) S. Mostafa, M. Mahnaz, S.N. Ali, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 474 (2016)
6.
Zurück zum Zitat K. Nithiyadevi, K. Ravichandran, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 10929 (2017) K. Nithiyadevi, K. Ravichandran, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 10929 (2017)
7.
Zurück zum Zitat L.J. Cheng, X.M. Hu, L. Hao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 6316 (2017) L.J. Cheng, X.M. Hu, L. Hao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 6316 (2017)
8.
Zurück zum Zitat R. Mirzajani, S. Ahmadi, J. Ind. Eng. Chem. 23, 171 (2015) R. Mirzajani, S. Ahmadi, J. Ind. Eng. Chem. 23, 171 (2015)
9.
Zurück zum Zitat A.A.M. Stolker, T. Zuidema, M.W.F. Nielen, Trends Anal. Chem. 26, 967 (2007) A.A.M. Stolker, T. Zuidema, M.W.F. Nielen, Trends Anal. Chem. 26, 967 (2007)
10.
Zurück zum Zitat K. Halme, E. Lindfors, K. Peltonen, J. Chromatogr. B 845, 74 (2007) K. Halme, E. Lindfors, K. Peltonen, J. Chromatogr. B 845, 74 (2007)
11.
Zurück zum Zitat Y. Zhang, W. Yu, L. Pei, K. Lai, B.A. Rasco, Food Chem. 169, 80 (2015) Y. Zhang, W. Yu, L. Pei, K. Lai, B.A. Rasco, Food Chem. 169, 80 (2015)
12.
Zurück zum Zitat M.J.M. Bueno, S. Herrera, A. Uclés, A. Agüera, M.D. Hernando, O. Shimelis, M. Rudolfsson, A.R. Fernández-Alba, Anal. Chim. Acta 665, 47 (2010) M.J.M. Bueno, S. Herrera, A. Uclés, A. Agüera, M.D. Hernando, O. Shimelis, M. Rudolfsson, A.R. Fernández-Alba, Anal. Chim. Acta 665, 47 (2010)
13.
Zurück zum Zitat Y.Z. Huang, Y.R. Fang, Z.L. Zhang, L. Zhu, M.T. Sun, Light-Sci. Appl. 3, 199 (2014) Y.Z. Huang, Y.R. Fang, Z.L. Zhang, L. Zhu, M.T. Sun, Light-Sci. Appl. 3, 199 (2014)
14.
Zurück zum Zitat Z.D. Zhu, B.F. Bai, O.B. You, Q.Q. Li, S.S. Fan, Light-Sci. Appl. 4, 296 (2015) Z.D. Zhu, B.F. Bai, O.B. You, Q.Q. Li, S.S. Fan, Light-Sci. Appl. 4, 296 (2015)
15.
Zurück zum Zitat S. Cong, Z. Wang, W. Gong, Z.G. Chen, W.B. Lu, J.R. Lombardi, Z.G. Zhao, Nat. Commun. 10, 678 (2019) S. Cong, Z. Wang, W. Gong, Z.G. Chen, W.B. Lu, J.R. Lombardi, Z.G. Zhao, Nat. Commun. 10, 678 (2019)
16.
Zurück zum Zitat G.H. Kim, L. Shao, K. Zhang, K.P. Pipe, Nat. Mater. 12, 719 (2013) G.H. Kim, L. Shao, K. Zhang, K.P. Pipe, Nat. Mater. 12, 719 (2013)
17.
Zurück zum Zitat S. Feng, M.C. Santos, B.R. Carvalho, R. Lv, Q. Li, K. Fujisawa, A.L. Elías, Y. Lei, N. Perea-López, M. Endo, M.H. Pan, M.A. Pimenta, M. Terrones, Sci. Adv. 2, 1600322 (2016) S. Feng, M.C. Santos, B.R. Carvalho, R. Lv, Q. Li, K. Fujisawa, A.L. Elías, Y. Lei, N. Perea-López, M. Endo, M.H. Pan, M.A. Pimenta, M. Terrones, Sci. Adv. 2, 1600322 (2016)
18.
Zurück zum Zitat L.B. Yang, Q.Q. Sang, J. Du, M. Yang, X.L. Li, Y. Shen, X.X. Han, X. Jiang, B. Zhao, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 15149 (2018) L.B. Yang, Q.Q. Sang, J. Du, M. Yang, X.L. Li, Y. Shen, X.X. Han, X. Jiang, B. Zhao, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 15149 (2018)
19.
Zurück zum Zitat Z.H. Zheng, S. Cong, W.B. Gong, J.N. Xuan, G.H. Li, W.B. Lu, F.X. Geng, Z.G. Zhao, Nat. Commun. 8, 1993 (2017) Z.H. Zheng, S. Cong, W.B. Gong, J.N. Xuan, G.H. Li, W.B. Lu, F.X. Geng, Z.G. Zhao, Nat. Commun. 8, 1993 (2017)
20.
Zurück zum Zitat X.X. Xue, W.D. Ruan, L.B. Yang, W. Ji, Y.F. Xie, L. Chen, W. Song, B. Zhao, J.R. Lombardi, J. Raman Spectrosc. 43, 61 (2012) X.X. Xue, W.D. Ruan, L.B. Yang, W. Ji, Y.F. Xie, L. Chen, W. Song, B. Zhao, J.R. Lombardi, J. Raman Spectrosc. 43, 61 (2012)
21.
Zurück zum Zitat G.Z. Xing, J.B. Yi, F. Yan, T. Wu, S. Li, Appl. Phys. Lett. 104, 202411 (2014) G.Z. Xing, J.B. Yi, F. Yan, T. Wu, S. Li, Appl. Phys. Lett. 104, 202411 (2014)
22.
Zurück zum Zitat M. Kumaran, R. Gopalakrishnan, J. Sol-Gel Sci. Technol. 62, 193 (2012) M. Kumaran, R. Gopalakrishnan, J. Sol-Gel Sci. Technol. 62, 193 (2012)
23.
Zurück zum Zitat S.N. Ali, M. Mahnaz, H.M. Mostafa, J. Mol. Liq. 216, 1–5 (2016) S.N. Ali, M. Mahnaz, H.M. Mostafa, J. Mol. Liq. 216, 1–5 (2016)
24.
Zurück zum Zitat M. Mansournia, S. Rafizadeh, S.M. Mashkani, Ceram. Int. 42, 907 (2016) M. Mansournia, S. Rafizadeh, S.M. Mashkani, Ceram. Int. 42, 907 (2016)
25.
Zurück zum Zitat M. Mansournia, S. Rafizadeh, S.M. Mashkani, M. Motaghedifard, Mater. Sci. Eng. C 65, 303 (2016) M. Mansournia, S. Rafizadeh, S.M. Mashkani, M. Motaghedifard, Mater. Sci. Eng. C 65, 303 (2016)
26.
Zurück zum Zitat T.C. Damen, S.P.S. Porto, B. Tell, Phys. Rev. 142, 570 (1966) T.C. Damen, S.P.S. Porto, B. Tell, Phys. Rev. 142, 570 (1966)
27.
Zurück zum Zitat M. Gao, C. Yan, B.Z. Li, L.J. Zhou, J.C. Yao, Y.J. Zhang, H.L. Liu, L.H. Cao, Y.T. Cao, J.H. Yang, Y.X. Wang, J. Alloys Compd. 724, 537 (2017) M. Gao, C. Yan, B.Z. Li, L.J. Zhou, J.C. Yao, Y.J. Zhang, H.L. Liu, L.H. Cao, Y.T. Cao, J.H. Yang, Y.X. Wang, J. Alloys Compd. 724, 537 (2017)
28.
Zurück zum Zitat J.J. Lee, G.Z. Xing, J.B. Yi, T. Chen, M. Ionescu, S. Li, Appl. Phys. Lett. 104, 012405 (2014) J.J. Lee, G.Z. Xing, J.B. Yi, T. Chen, M. Ionescu, S. Li, Appl. Phys. Lett. 104, 012405 (2014)
29.
Zurück zum Zitat D.D. Wang, G.Z. Xing, F. Yan, Y.S. Yan, S. Li, Appl. Phys. Lett. 104, 022412 (2014) D.D. Wang, G.Z. Xing, F. Yan, Y.S. Yan, S. Li, Appl. Phys. Lett. 104, 022412 (2014)
30.
Zurück zum Zitat S. Yang, D.L. Han, M. Gao, J.H. Yang, Bayanheshig. CrystEngComm 16, 6896 (2014) S. Yang, D.L. Han, M. Gao, J.H. Yang, Bayanheshig. CrystEngComm 16, 6896 (2014)
31.
Zurück zum Zitat N.K. DivyaP, P. Pradyumnan, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 2147 (2017) N.K. DivyaP, P. Pradyumnan, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 2147 (2017)
32.
Zurück zum Zitat F. Abrinaei, M. Shirazi, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 17541 (2007) F. Abrinaei, M. Shirazi, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 17541 (2007)
33.
Zurück zum Zitat M. Gao, J.C. Yao, C. Yan, X.F. Li, T.J. Hu, L. Chen, Y.X. Wang, Y.J. Zhang, H.L. Liu, Y. Liu, L.H. Cao, Y.T. Cao, J.H. Yang, J. Alloys Compd. 734, 282 (2018) M. Gao, J.C. Yao, C. Yan, X.F. Li, T.J. Hu, L. Chen, Y.X. Wang, Y.J. Zhang, H.L. Liu, Y. Liu, L.H. Cao, Y.T. Cao, J.H. Yang, J. Alloys Compd. 734, 282 (2018)
34.
Zurück zum Zitat H.M. Mostafa, M. Mahnaz, S.N. Ali, J. Electron. Mater. 45, 7 (2016) H.M. Mostafa, M. Mahnaz, S.N. Ali, J. Electron. Mater. 45, 7 (2016)
35.
Zurück zum Zitat D.D. Wang, Q. Chen, G.Z. Xing, J.B. Yi, S.R. Bakaul, J. Ding, J.L. Wang, T. Wu, Nano Lett. 12, 3994 (2012) D.D. Wang, Q. Chen, G.Z. Xing, J.B. Yi, S.R. Bakaul, J. Ding, J.L. Wang, T. Wu, Nano Lett. 12, 3994 (2012)
36.
Zurück zum Zitat G. Tobias, W. Tobias, B. Uwe, B. Torsten, F. Christian, K. Heinz, M. Timo, Light-Sci. Appl. 2, 82 (2013) G. Tobias, W. Tobias, B. Uwe, B. Torsten, F. Christian, K. Heinz, M. Timo, Light-Sci. Appl. 2, 82 (2013)
37.
Zurück zum Zitat P. Wang, Y.P. Wang, L.M. Tong, Light-Sci. Appl. 2, 102 (2013) P. Wang, Y.P. Wang, L.M. Tong, Light-Sci. Appl. 2, 102 (2013)
38.
Zurück zum Zitat H.L. Liu, W.J. Li, J.H. Yang, M. Gao, X.Y. Liu, M.B. Wei, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 2949 (2017) H.L. Liu, W.J. Li, J.H. Yang, M. Gao, X.Y. Liu, M.B. Wei, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 2949 (2017)
39.
Zurück zum Zitat S.V. Sergeyev, C.B. Mou, E.G. Turitsyna, A. Rozhin, S.K. Turitsyn, K. Blow, Light-Sci. Appl. 3, 131 (2014) S.V. Sergeyev, C.B. Mou, E.G. Turitsyna, A. Rozhin, S.K. Turitsyn, K. Blow, Light-Sci. Appl. 3, 131 (2014)
40.
Zurück zum Zitat Y.Y. Zhang, Y. Chen, Q.W. Kou, Z. Wang, D.L. Han, Y.T. Sun, J.H. Yang, Y. Liu, L.L. Yang, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 3665 (2018) Y.Y. Zhang, Y. Chen, Q.W. Kou, Z. Wang, D.L. Han, Y.T. Sun, J.H. Yang, Y. Liu, L.L. Yang, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 3665 (2018)
41.
Zurück zum Zitat M. Gao, G.Z. Xing, J.H. Yang, L.L. Yang, Y.J. Zhang, H.L. Liu, H.G. Fan, Y.S. Sui, B. Feng, Y.F. Sun, Z.Q. Zhang, H. Son, Microchim. Acta 179, 315 (2012) M. Gao, G.Z. Xing, J.H. Yang, L.L. Yang, Y.J. Zhang, H.L. Liu, H.G. Fan, Y.S. Sui, B. Feng, Y.F. Sun, Z.Q. Zhang, H. Son, Microchim. Acta 179, 315 (2012)
42.
Zurück zum Zitat X.Y. Zhang, D.L. Han, N. Ma, R.X. Gao, A.N. Zhu, S. Guo, Y.J. Zhang, Y.X. Wang, J.H. Yang, L. Chen, J. Phys. Chem. Lett. 9, 6047 (2018) X.Y. Zhang, D.L. Han, N. Ma, R.X. Gao, A.N. Zhu, S. Guo, Y.J. Zhang, Y.X. Wang, J.H. Yang, L. Chen, J. Phys. Chem. Lett. 9, 6047 (2018)
43.
Zurück zum Zitat J. Yang, J. Du, J. Cao, M. Wei, H. Niu, L. Yang, X. Liu, M. Gao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 876 (2018) J. Yang, J. Du, J. Cao, M. Wei, H. Niu, L. Yang, X. Liu, M. Gao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 876 (2018)
44.
Zurück zum Zitat L. Yang, X. Jiang, W. Ruan, B. Zhao, W. Xu, J.R. Lombardi, J. Phys. Chem. C 112, 20095 (2008) L. Yang, X. Jiang, W. Ruan, B. Zhao, W. Xu, J.R. Lombardi, J. Phys. Chem. C 112, 20095 (2008)
45.
Zurück zum Zitat H. Znad, M.H. Ang, M.O. Tade, Int. J. Photoenergy 2012, 548158 (2012) H. Znad, M.H. Ang, M.O. Tade, Int. J. Photoenergy 2012, 548158 (2012)
Metadaten
Titel
Neodymium doped zinc oxide for ultersensitive SERS substrate
verfasst von
Ming Gao
Jiacheng Yao
Yingnan Quan
Jinghai Yang
Pengwei Huo
Jiangdong Dai
Yongsheng Yan
Changchang Ma
Publikationsdatum
13.11.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 23/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-02416-4

Weitere Artikel der Ausgabe 23/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 23/2019 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt