Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/33003Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Σούτζιος, Σωκράτης | el |
| dc.contributor.author | Soutzios, Sokratis | en |
| dc.date.accessioned | 2023-07-19T09:57:06Z | - |
| dc.date.available | 2023-07-19T09:57:06Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/33003 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.12802 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Nanosensors | en |
| dc.subject | Plasmonics | en |
| dc.subject | SERS | en |
| dc.subject | PIERS | en |
| dc.title | Ανάπτυξη πλασμονικών νανοαισθητήρων ενός βήματος με χρήση τεχνολογίας ψεκασμού πυρόλυσης φλόγας | el |
| dc.title | Single-step development of plasmonic nanosensors using flame spray pyrolysis | en |
| dc.type | masterThesis | en |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | * |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.dateAvailable | 2023-07-19T09:58:07Z | - |
| heal.language | en | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών | el |
| heal.publicationDate | 2023-07 | - |
| heal.abstract | Στο παρόν Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης, αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία παρασκευής ετεροδομημένων πλασμονικών νάνο-αισθητήρων. Συγκεκριμένα, παράχθηκαν σωματίδια νανοάργυρου (Ag) σε συνδυασμό με άλλα οξείδια όπως TiO2 και SiO2. Η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή των σωματιδίων είναι η τεχνολογία Ψεκασμού Πυρόλυσης Φλόγας και η εναπόθεση των νανοσωματιδίων έγινε in-situ πάνω σε ειδικά διαμορφωμένο υπόστρωμα υάλου, ο παράγοντας αυτός είναι σημαντικός για την ομοιομορφία, επαναληψημότητα και σταθερότητα του νανοφιλμ. Η συντονισμός τοπικού επιφανειακού πλασμονίου (LSPR) σε μεταλλικές νανοδομές δημιουργεί πληθώρα οπτικών και ηλεκτρονικών φαινομένων, συμπεριλαμβανομένου του φαινομένου της Επιφανειακής Ενίσχυσης Φασματοσκοπίας Raman (SERS). Αυτά τα δύο φαινόμενα είναι στενά συνδεδεμένα, καθώς η LSPR ενισχύει το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στην περιοχή των νανοδομών, με αποτέλεσμα την ενισχυμένη ανασπονδόσκοπηση Raman. Αυτή η συνεργία μεταξύ LSPR και SERS δίνει τη δυνατότητα για ανίχνευση και χαρακτηρισμό μορίων, ανοίγοντας τον δρόμο για διάφορες εφαρμογές, όπως βιοαισθητήρες, μοριακή απεικόνιση και χημική ανάλυση. Με τον έλεγχο της απόστασης μεταξύ των σωματιδίων αργύρου μέσω της χρήση του SiO2 ως διηλεκτρικό απομονωτή, καταφέραμε να κατασκευάσουμε ένα νανοαισθητήρα για οργανικά μόρια, με το βέλτιστο ποσοστό του SiO2 να είναι 10%. Ο παράγοντας ενίσχυσης της SERS υπολογίστηκε EFMax ≈ 1011, γεγονός που σημαίνει ότι βρισκόμαστε στο όριο ανίχνευσης για Single Molecule SERS. Στη μελέτη μας, χρησιμοποιήσαμε το 4-Mercaptobenzoic Acid ως μόριο ανίχνευσης για την βαθμονόμηση, λόγω του υψηλού βαθμού προσρόφησης του. Επιπλέον, με την αλλαγή του χρόνου εναπόθεσης των νανοσωματιδίων στο υπόστρωμα υάλου, ήταν δυνατό να ελέγξουμε το πάχος του φιλμ, με το πάχος που αντιστοιχεί σε χρόνο td = 60s να φαίνεται ως το πιο αποδοτικό. Ως εφαρμογή, μετρήσαμε έναν παρασιτοκτόνο με την ονομασία Thiram σε συγκεντρώσεις έως nM. Στο δεύτερο μέρος αυτής της διατριβής μελετήθηκε Φωτοεπαγόμενη Ενίσχυση Φασματοσκοπίας Raman (PIERS) και ειδικότερα αναλύθηκε το υπόστρωμα AgTiO2. Με φωτισμό του νανοαισθητήρα, ο οποίος περιείχε ως φώτο-ενεργοποιούμενο ημιαγωγό το διοξείδιο του τιτανίου, με υπέρυθρο φως επιτυγχάνουμε μια επιπλέον χημική ενίσχυση που συντελεί στο φαινόμενο SERS. Η παρατηρούμενη ενίσχυση αποδίδεται στην παρουσία επιφανειακών ατελειών οξυγόνου (VO2), οι οποίες δημιουργούνται με τον φωτισμό του φιλμ. Η ενίσχυση PIERS των νανοφιλμ που είχαν παρασκευαστεί με διαδοχική εναπόθεση σωματιδίων ήταν σημαντικά μικρότερη σε σύγκριση με τα φιλμς που είχαν ταυτόχρονη εναπόθεση αργύρου και διοξειδίου του τιτανίου. Αυτό το φαινόμενο δημιουργείται εξαιτίας παραμορφώσεων του πλέγματος στην διεπεπιφάνεια μέταλλό-ημιαγωγός. Τέλος, το φαινόμενο PIERS χρησιμοποιήθηκε με σκοπό να βελτιώσει το όριο ανίχνευσης στο 4-MBA από 10-6 Μ σε 10-9 M . | el |
| heal.abstract | In the present M.Sc. thesis, a method for fabricating plasmonic heterostructured nano- sensors was developed. Specifically, nanosilver particles (Ag) were combined with other oxides such as Titanium oxide (TiO2) and Silica (SiO2). Flame Spray Pyrolysis was used for nanoparticle fabrication and in-situ deposition on glass substrate was a crucial factor for the uniformity, reproducibility and stability of the substrate. Local surface plasmon resonance (LSPR) in metallic nanostructures gives rise to a multitude of optical and electronic phenomena, including the phenomenon of surface- enhanced Raman scattering (SERS). These two phenomena are intricately connected, as LSPR amplifies the electromagnetic field in the vicinity of the nanostructures, resulting in enhanced Raman signals. This synergy between LSPR and SERS enables ultrasensitive detection and characterization of molecules, opening up avenues for various applications such as biosensing, molecular imaging, and chemical analysis. By controlling the inteparticle distance between Ag particles with SiO2 working as an dielectric spacer we manage to fabricate a nanosensor for organic molecules, the optimum percentage of SiO2 is 10% wt. The enhancement factor of SERS calculated to be EFMax∼ 1011 , meaning that the ultimate Single Molecule SERS limit was reached. In our study, we used 4-Mercaptobenzoic Acid as Raman Reporter for most of the calibration, due to the fact that it has high adsorption. Also, Rhodamine 6G was used for further investigation. Additionally, by different deposition times of the nanoparticles on the substrate it was possible to control the thickness of the film, in our case td of 60s seemed to be the most efficient. As an application we measured a pesticide named Thiram in concentrations of nM. In the second part of this thesis the Photo Induced Enhanced Raman was studied and more precisely the AgTiO2 substrate was analyzed. By illuminating the nanosensor, which contained a photo-activated semiconductor, with a UV light lamp we achieve an additional chemical enhancement to contribute in the SERS effect. The observed enhancement is attributed to the presence of surface oxygen vacancies (Vo), which are generated by pre-irradiation of the substrate. It was concluded PIERS enhancement of sequentially made nanofilms was significantly smaller compared to single nozzle made nanofilms. That phenomenon happened due to lattice distortions in the metal- semiconductor interphase. Finally, the PIERS effect was used in order to increase the Limit of Detection (LOD) for the 4-MBA from 10-6 to 10-9 M. | en |
| heal.advisorName | Δεληγιαννάκης, Ιωάννης | el |
| heal.committeeMemberName | Μπουρλίνος, Αθανάσιος | el |
| heal.committeeMemberName | Μάρκου, Αναστάσιος | el |
| heal.committeeMemberName | Δεληγιαννάκης, Ιωάννης | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 114 σ. | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΦΥΣ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.E. Σούτζιος_Σωκράτης (2023).pdf | 4.33 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
