Fabrication of plasmonic Au nanostructures on dielectric supports using 10 keV electron beam lithography and tests for SERS biodetection
Notice bibliographique
Résumé
Plasmonic nanostructures have received an increasing attention due to their unique ability to mediate conversion of energy of light into different useful forms. This opens pathways for numerous applications from ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering (SERS) characterization of materials to heterogeneous photocatalysis and green energy harvesting. However, plasmonic nanostructures should meet a number of requirements for their potential could be realized. In addition to nanoscale dimensions, a high uniformity and compatibility with existing microelectronic settings are required. Electron beam lithography (EBL) offers an unmatched control over nanoscale geometries and also a flexibility to allow for various designs. However, careful co-optimization of EBL exposure and development is required to fabricate periodic patterns with deep nanoscale dimensions. The usage of dielectric substrates is particularly challenging due to the accumulation of charge during EBL exposures. In this work, we have optimized a 10 keV EBL process to fabricate periodic arrays of 50 nm pitch dots on fused silica (FS) supports. To avoid distortions due to charging, a layer of conductive polymer was applied on the surface of the EBL resist, PMMA. In addition, we have investigated the impact of the conductive layer on the PMMA’s exposure by numerical modeling. Despite the predicted significant broadening of the 10 keV electron beam that reaches PMMA after traveling through the conductive layer, quality arrays of dots were successfully fabricated. We used the patterned PMMA as a mask to fabricate 50 nm pitch arrays of Au dots on FS. In order to verify the performance of these Au/FS structures, we used them for SERS biodetection. For this purpose, the samples were biofunctionalized with thiolated DNA aptamers that bind specifically to an important biomarker, protein interleukin 6 (IL-6). The samples were loaded with IL-6 from a solution and characterized by SERS. The results suggest that the fabricated Au/FS plasmonic nanostructures produce an efficient SERS effect. Anticipated multifunctional applications of the plasmonic nanostructures beyond the demonstrated SERS biodetection are discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».