Международная группа ученых из России, Литвы и Австралии предложили новую технологию определения мельчайших биомолекул с помощью из «черного» кремния. Результаты работы опубликованы в научном журнале Nanoscale, популярно об исследовании рассказывает пресс-служба ДВФУ.

«Черный» кремний  (black silicon) представляет собой кремниевую поверхность, которая поглощает почти весь видимый спектр и часть инфракрасного диапазона. Это свойство поверхность кремния приобретает после обработки кремния соединениями серы (или брома и хлора) методом ионного травления или лазерными импульсами. В итоге на поверхности кремния образуются наноразмерные конусы, и поверхность изменяет оптические свойства. С момента открытия  «черного» кремния в 1990 годы было изобретено несколько способов получения такой структуры, которая оценивалась как перспективная при создании солнечных панелей, эффективных полупроводниковых датчиков электромагнитного излучения и как возможный излучатель в терагерцовом диапазоне. 

Эксперименты, проведенные российскими и австралийскими учеными, показали, что этот специфический наноматериал позволяет усовершенствовать технологии биоанализа, чтобы более точно и достоверно определять токсичные, взрывчатые, загрязняющие и другие опасные вещества. Как сообщил руководитель исследования, научный сотрудник кафедры теоретической и ядерной физики Школы естественных наук ДВФУ Александр Кучмижак, при регистрации мельчайших молекул методом спектроскопии важное значение имеет их взаимодействие с нанотексутрированной подложкой — поверхностью для определения веществ. Используемые в настоящее время подложки химически активны и вследствие этого искажают сигналы молекул.

В ходе исследований ученые обнаружили, что подложки на основе «черного» кремния благодаря своей особой морфологии значительно усиливают сигнал комбинационного рассеяния  - свет, который рассеивают анализируемые молекулы, и не искажают его. 

«Эти уникальные структуры объединяют несколько полезных свойств: перестраиваемый оптический отклик, существенное усиление интенсивности электромагнитного поля и неинвазивность, то есть полное отсутствие химического влияния. В результате из «черного» кремния получилась уникальная подложка, абсолютно химически пассивная, которая показывает мощный и достоверный сигнал», — цитируются в сообщении слова Александра Кучмижака.

Как полагают исследователи, подложки из «черного» кремния имеют хорошие перспективы коммерческого внедрения. Их можно изготавливать с помощью простой в использовании технологии плазменного травления. Такие недорогие неметаллические подложки могут успешно применяться для различных приложений, использующих комбинационного рассеяния и идентифицировать исследуемое вещество с высокой точностью.