Группа физиков усовершенствовала технологию обнаружения молекул с помощью сверхчувствительной спектроскопии путем добавления подложки из черного кремния. В результате удалось получить не искаженный молекулярный сигнал, что пригодится для того, чтобы достоверно определять токсичные, взрывчатые, загрязняющие и другие опасные вещества даже в минимальной концентрации. Статья с описанием исследования ученых Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в сотрудничестве с коллегами из Российской академии наук, Австралии и Литвы опубликована в журнале Nanoscale. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

«При регистрации мельчайших молекул методом спектроскопии критическое значение имеет их взаимодействие с нанотекстурированной подложкой — поверхностью для определения веществ, — говорит руководитель исследования Александр Кучмижак из ДВФУ. — Используемые в настоящее время подложки на благородных металлах химически активны и вследствие этого искажают сигналы молекул. Благодаря своей особой морфологии черный кремний значительно усиливает сигнал от молекул искомых веществ. При этом он вступает с ними в каталитическую реакцию, что часто происходит в случае применения подложек с благородными металлами. Подложка из черного кремния уникальна: будучи абсолютно химически пассивна, она показывает мощный и достоверный сигнал».

Изготавливать подложки с черным кремнием можно с помощью простой технологии плазменного травления, что говорит о хороших перспективах коммерческого внедрения этих материалов. Недорогие и высокоточные неметаллические подложки могут успешно применяться для приложений усиленной поверхностью рамановской спектроскопии, где неинвазивность имеет большое значение.

Ценные свойства черного кремния были открыты благодаря широкому международному научному сотрудничеству. Образцы материала разработали и предоставили австралийские коллеги, экспериментальные работы были проведены в лабораториях Института химии и Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН, а также научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Инженерной школы ДВФУ.