最优掺杂石墨烯基底用于葡萄糖拉曼信号增强
材料科学
2025-10-20 v1 应用物理
计算物理
摘要
表面增强拉曼光谱（SERS）是一种高度灵敏且选择性强的技术，能够显著增强分析物的信号，与其在经典拉曼光谱中的信号相比。已证明，低浓度掺杂石墨烯（B-石墨烯）可增强类似丙酮酸等简单有机分子的拉曼信号。近期研究还表明，B-石墨烯在掺杂显著高于先前观察到的浓度时仍可保持热力学稳定性。在此框架下，我们利用量子力学模拟研究了掺杂浓度和几何分布对B-掺杂石墨烯作为SERS基底用于葡萄糖信号增强效果的影响。通过结合原子力常数和声子特征向量组成的分析，我们得出结论，更高的掺杂浓度可为葡萄糖的拉曼信号提供更大的增强，而分子相对于表面的取向在拉曼响应中起着根本作用。我们建议，高浓度B-石墨烯本身即为基于SERS的葡萄糖检测提供潜在基底，同时所用声子分析方法可快速应用于寻找具有增强拉曼响应的优良基底材料。
引用
@article{arxiv.2507.02642,
title = {Optimal boron-doped graphene substrate for glucose Raman signal enhancement},
author = {Jan Komeda and Antonio Cammarata and Tomas Polcar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.02642},
year = {2025}
}