npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562926010422RABCQInpe-678Research ArticleВзаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществомInteraction of Plasma, Particle Beams and Radiation with MatterВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ НА УСИЛЕНИЕ СПЕКТРОВ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МИКРОСФЕР В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕINFLUENCE OF THERMAL ACTIVATION ON THE ENHANCMENT OF RAMAN SCATTERING SPECTRA OF DIELECRIC MICROSPHERES IN A METALLIC SHELLШестопаловаМ. С.ShestopalovaM. S.СарычевА. К.SarychevA. K.ИвановА. В.IvanovA. V.БыковИ. В.BykovI. V.ОлейниковВ. А.OleinikovV. A.МочаловК. Е.MochalovK. E.Институт биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияShemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationИнститут теоретической и прикладной электродинамики РАНРоссияInstitute of Theoretical and Applied Electrodynamics, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНРоссияInstitute of Theoretical and Applied Electrodynamics, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНРоссияShemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic chemistry, Russian Academy of SciencesRussian Federation202611052026173521525Copyright © Шестопалова М.С., Сарычев А.К., Иванов А.В., Быков И.В., Олейников В.А., Мочалов К.Е., 20262026Шестопалова М.С., Сарычев А.К., Иванов А.В., Быков И.В., Олейников В.А., Мочалов К.Е.Shestopalova M.S., Sarychev A.K., Ivanov A.V., Bykov I.V., Oleinikov V.A., Mochalov K.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/678

В данной работе исследовано усиление спектров комбинационного рассеяния (КР) единичных диэлектрических (полистирольных) микросфер, покрытых тонкой (10 нм) металлической оболочкой, осажденных на серебряные покровные стекла. Обнаружено, что воздействие лазером мощностью 10–20 мкВт вызывает термическую активацию, которая приводит к резкому увеличению интенсивности спектров КР, а также к их видоизменению. Этот эффект имеет необратимый характер, что указывает на структурные изменения в металлической оболочке. После термоактивации становится возможным регистрировать спектры при гораздо более низких мощностях возбуждения, что существенно повышает чувствительность метода.

In this study, the enhancement of Raman scattering spectra (RS) of individual dielectric (polystyrene) microspheres, coated with a thin (10 nm) metallic shell, deposited on silver-coated cover glasses, was investigated. It was found that laser irradiation with a power of 10–20 μW induces thermal activation, which leads to a sharp increase in the intensity of RS spectra, as well as their modification. This effect is irreversible, indicating structural changes in the metallic shell. After thermal activation, it becomes possible to record spectra at significantly lower excitation powers, which substantially enhances the sensitivity of the method.

гигантское комбинационное рассеяниедиэлектрические микросферыплазмонный резонансусиление электртческого поляsurface-enhanced Raman scatteringdielectric microspheresplasmon resonanceelectric field enhancementРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ), проект № 23-19-00788, https://rscf.ru/project/23-19-00788/. Авторы благодарны профессору А.Н. Генераловой (ГНЦ ИБX, РАН) за предоставленную водную суспензию полистирольных микросфер.ReferencesLanger J. et al. // ACS Nano. 2020. V. 14 (1). P. 28–117.Langer J. et al. // ACS Nano. 2020. V. 14 (1). P. 28–117.Szaniawska A. et al. // Chemsensors. 2022. V. 10 (5). P. 190.Szaniawska A. et al. // Chemsensors. 2022. V. 10 (5). P. 190.Guerra Hernandez L.A. et al. // J. Opt. Soc. Am. B. 2023. V. 40. P. C78–C85.Guerra Hernandez L.A. et al. // J. Opt. Soc. Am. B. 2023. V. 40. P. C78–C85.Zeng et al. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121 (21). P. 11623–11631.Zeng et al. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121 (21). P. 11623–11631.Kelley K.L. et al. // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107 (3). P. 668–677.Kelley K.L. et al. // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107 (3). P. 668–677.Mochalov K.E. et al. // Ultramicroscopy. 2017. V. 182. P. 118–123.Mochalov K.E. et al. // Ultramicroscopy. 2017. V. 182. P. 118–123.Georgiev D. // Anal. Chem. 2024. V. 96 (21). P. 8492–8500.Georgiev D. // Anal. Chem. 2024. V. 96 (21). P. 8492–8500.Sarhan R.M. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 3060.Sarhan R.M. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 3060.Taudul B. et al. // J. Phys. Chem. B. 2024. V. 128 (17). P. 4243–4254.Taudul B. et al. // J. Phys. Chem. B. 2024. V. 128 (17). P. 4243–4254.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.