Estudo das flutuações temporais e espectrais nos espectros SERS em regime de uma molécula

Resumo

A obtenção de espectros SERS no regime de uma ou poucas moléculas em uma fase condensada é uma realidade descrita na literatura que despertou muito interesse, entre outros motivos, pela evidente aplicação analítica. Este regime de detecção é acompanhado por um alto grau de flutuações, tanto temporais (ou espaciais) quanto espectrais (deslocamento, aparecimento ou desaparecimento de bandas, etc), que são observadas em um conjunto de centenas ou milhares de espectros adquiridos.Este projeto tem por objetivo o entendimento destas flutuações à luz das interações entre as moléculas espalhadoras e os hot spots, regiões especiais na superfície metálica nanoestruturada. Estes hot spots são importantes pois, além de apresentarem intensificações do sinal Raman suficientes para a detecção de uma molécula, essas entidades são responsáveis pelas alterações observadas experimentalmente nas distribuições de intensidades SERS. Para este estudo pretende-se uma avaliação coordenada de resultados experimentais e de simulações computacionais, sendo estas últimas divididas em métodos numéricos para caracterização da intensificação de campo elétrico local em hot spots, como por exemplo o método DDA (Discrete Dipole Approximation) e método Monte Carlo (MC) para simular a dinâmica de adsorção de moléculas em tais hot spots. Através da análise das flutuações de intensidade obtidas experimentalmente e através das simulações pretende-se obter importantes informações das propriedades dos hot spots, como, por exemplo, as frequências de ressonância, dentre outras, como foi demonstrado neste laboratório. Neste estudo será avaliada a influência na dinâmica de flutuações devido a diferentes geometrias e número de hot spots na área investigada pela radiação laser e a contribuição destes parâmetros nas distribuições de intensidades. Além desses parâmetros é sabido que a magnitude da interação entre molécula e superfície é um importante parâmetro nas flutuações temporais como também afeta a transferência de carga metal-molécula. Desta forma, a constante de adsorção da espécie na superfície será avaliada para a construção de um modelo para a dinâmica de flutuações de intensidade.