ИСТИНА

Кремниевые нанонити (КНН), изготовленные методом металл-стимулированного химического травления (МСХТ), проявляют такие свойства, как фотолюминесценция в видимом [1] и инфракрасном [2] диапазонах спектра, причем эффективность последней возрастает по сравнению с кристаллической подложкой, низкий коэффициент отражения в видимом диапазоне спектра [3], а также имеют крайне низкий коэффициент теплопроводности (~0,1 Вт/м•K) [4].Недавно было показано, что пористые кремниевые нанонити можно использоваться в качестве чувствительного элемента оптического сенсора на кислород [5]. В подавляющем большинстве работ в методе МСХТв качестве катализатора химических реакцийиспользуются серебряные наночастицы, осаждённые химическим способом из раствора, содержащем AgNO3 и HF. Что касается методов осаждения золотых наночастиц и дальнейшего травления КНН, то чаще всего используются трудновоспроизводимые методы распыления Au на кремниевую подложку [6] и дорогие методы литографии [7,8]. Покрытие золотыми наночастицами, осажденных химическим способом из соли AuCl3, осуществлялось ранее только на уже готовые нанонити [9]. В данной работебыл предложен метод осаждения золотых наночастиц химическим способом из соли AuCl3 на исходную подложку кристаллического кремния для дальнейшего получения КНН методом МСХТ, изучены структурные и оптические свойства, полученных КНН, а также показана возможность детектирования вируса H1N1 c помощью гигантского комбинационного рассеяния (ГКР). В настоящей работе КНН были получены МСХТ, где в качестве катализаторов химической реакции выступали наночастицы Au. Для травления были использованы пластины монокристаллического кремния p-типа проводимости, кристаллографической ориентацией (100) и удельным сопротивлением 10-20 Ом•см. Структурные свойства КНН исследовались с помощью сканирующей (CarlZeiss SUPRA 40 FE-SEM) и просвечивающей (ZeissLibra200FE) электронной микроскопии для контроля размеров, формы и пористости полученных образцов. На рисунке 1 представлено изображение КНН, покрытых золотыми наночастицами, в сканирующем электронном микроскопе. Рисунок 1. Изображение КНН, покрытых золотыми наночастицами, в сканирующем электронном микроскопе. Спектры отражения полученных образцов в ближнем и среднем ИК диапазонах измерены на ИК-спектрометрe с обратным Фурье – преобразованием Bruker IFS 66v/S. Спектры полного отражения получены с помощью спектрометра PerkinElmerLambda 950, который оборудован интегрирующей сферой. Это сделано для контроля поверхности образцов, а также для получения интерференционной картины, которая, в зависимости от толщины слоя нанонитей и их морфологии, может быть в видимом, ближнем ИК или среднем ИК диапазонах спектра. По интерференционной картине рассчитан эффективный показатель преломления и оценена пористость получившихся образцов по модели эффективной среды, которые составили 70-80% Детектирование вируса H1N1 проводилось на конфокальной рамановской отображающей микроскопической системе фирмы SOL instruments.Для этого подложки кремниевых нанонитей инкубировались вс вирусосодержащей жидкостью и высушивались на воздухе. Появление новых пиков в спектре ГКР после адсорбции вирусов регистрировалось после адсорбции вирусов. Неспецифическая адсорбция вируса выражалась в появлении ГКР сигналов на частотах в районе 1000,1284, 1400 и 1600-1800 см-1, которые можно связать с белковой структурой адсорбированных на ГКР-активные подложки вирусов [10]. (см. рис.2) Рис. 2. ГКР спектры H1N1, адсорбированного на подложки с различными концентрациями, в качестве опорного сигнала (background)использовали спектр PBS. Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (Грант №20-12-00297). Литература 1. V.A. Sivakov, G. Bronstrup, B. Pecz, A. Berger, G.Z. Radnoczi, M. Krause, S.H. Christiansen. J. Phys. Chem. C. 114, 3798 (2010). 2. К.А. Гончар, Л.А. Головань, В.Ю. Тимошенко, В.А. Сиваков, С. Кристиансен. ИзвестияРАН. Сер. физическая. 74, 1782 (2010). 3. L.A. Osminkina, K.A. Gonchar, V.S. Marshov, K.V. Bunkov, D.V. Petrov, L.A. Golovan, V.A. Sivakov, V.Yu. Timoshenko. Nanoscale Research Letters, 7, 524 (2012). 4. S.P. Rodichkina, L.A. Osminkina, M. Isaiev, A.V. Pavlikov, A.V. Zoteev, V.A. Georgobiani, K.A. Gonchar, A.N. Vasiliev, V.Yu. Timoshenko. Appl. Phys. B., 121 (3), 337 (2015). 5. V.A. Georgobiani, K.A. Gonchar, E.A. Zvereva, L.A. Osminkina. Phys. Stat. Sol. A, 215 (1), 1700565 (2018). 6. X. Li, P.W. Bohn. Appl. Phys. Lett., 77(16), 2572–2574 (2000). 7. F.J. Wendisch, M. Rey, N. Vogel, G.R. Bourret. Chem. Mater., 32, 21, 9425–9434 (2020). 8. S. Wang, H. Liu, J. Han. Coatings, 9, 149 (2019). 9. N. Brahiti, T. Hadjersi, H. Menari, S. Amirouche, O. El Kechai. Materials Research Bulletin, 62, 30–36 (2015). 10. H. Chen, S.-G. Park, N. Choi, J.-I. Moon, H. Dang, A. Das, S. Lee, D.-G. Kim, L. Chen, J. Choo. Biosensors and Bioelectronics, 167, 112496 (2020).