4Plasmonic Nanostructures and Optical (SERS/LSPR) Sensors
Cấu trúc nano plasmonic và cảm biến quang học (SERS/LSPR)
AM-Lab develops plasmonic metal nanostructures — Au, Ag, and bimetallic Au–Ag core–shell and double-plasmonic architectures — as high-sensitivity substrates for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) and Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) sensing. By integrating plasmonic nanoparticles onto engineered supports such as Al-doped ZnO (AZO) nanorods, porous ZIF-8 metal–organic frameworks on flexible PDMS substrates, and optical-fiber claddings, we design SERS/LSPR platforms capable of ultra-sensitive, multiplexed molecular detection. Demonstrated targets span environmental monitoring (organic dyes and pesticide residues such as rhodamine 6G, malachite green, and enrofloxacin in river water), food safety (melamine and benzoic acid in spiked milk), and biomedical/biochemical sensing (glucose concentration via fiber-optic SPR, and biomolecule detection via LSPR biosensors). Our approach combines electrodeposition and solution-based nanofabrication with simulation-assisted design to optimize plasmonic hot-spot density, enhancement factor, and long-term substrate stability, extending the Lab's semiconductor and nanomaterials expertise into interdisciplinary environmental and health-oriented sensing applications.
AM-Lab phát triển các cấu trúc nano kim loại plasmonic — Au, Ag, và các kiến trúc lõi–vỏ lưỡng kim Au–Ag cũng như plasmonic kép — làm đế có độ nhạy cao cho cảm biến tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) và cộng hưởng plasmon bề mặt định xứ (LSPR). Bằng cách tích hợp các hạt nano plasmonic lên các đế nền được thiết kế như thanh nano ZnO pha tạp Al (AZO), khung hữu cơ–kim loại ZIF-8 xốp trên đế PDMS dẻo và lớp vỏ sợi quang, chúng tôi xây dựng các nền tảng SERS/LSPR có khả năng phát hiện phân tử siêu nhạy và đa đối tượng. Các đối tượng đã được chứng minh trải rộng từ giám sát môi trường (thuốc nhuộm hữu cơ và dư lượng thuốc trừ sâu như rhodamine 6G, malachite green và enrofloxacin trong nước sông), an toàn thực phẩm (melamine và axit benzoic trong mẫu sữa thêm chuẩn) đến cảm biến y sinh/sinh hóa (nồng độ glucose bằng SPR sợi quang và phát hiện phân tử sinh học bằng cảm biến sinh học LSPR). Cách tiếp cận của chúng tôi kết hợp điện lắng đọng và chế tạo nano trong dung dịch với thiết kế có hỗ trợ mô phỏng nhằm tối ưu mật độ điểm nóng plasmonic, hệ số tăng cường và độ ổn định lâu dài của đế, qua đó mở rộng chuyên môn về bán dẫn và vật liệu nano của Phòng thí nghiệm sang các ứng dụng cảm biến liên ngành phục vụ môi trường và sức khỏe.
Selected publications / Công bố tiêu biểu
- Novel composites of nano-metal–organic frameworks (IRMOF-3) and silver nanoparticles for the ultra-sensitive performance of SERS sensing and optical fiber modes
- Combining simulation and experiment to the effectiveness of Ag core – Au shell nanostructure SERS substrate in the detection of melamine and benzoic acid in spiked milk
- Study of Ag NPs decorated – ZnO nanoflowers for the SERS – based detection of pesticides: An experimental approach
- Tuning aluminum doping concentration in AZO nanorods for enhanced SERS detection of rhodamine 6G and enrofloxacin
- Designing flexible SERS platforms by embedding double-plasmonic (Ag-Au) nanostructures in porous ZIF-8 frameworks on PDMS