Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (5), 509–513
Pt(0) microscrolls obtained on nickel surface by galvanic replacement reaction in H2PtCl6 solution as the basis for creating new SERS substrates
Maria V. Kaneva – Institute of Chemistry, Saint Petersburg State University, St. Petersburg, 198504, Russia; skt94@bk.ru
Evgen V. Borisov – Institute of Chemistry, Saint Petersburg State University, St. Petersburg, 198504, Russia; eugene.borisov@spbu.ru
Valeri P. Tolstoy – Institute of Chemistry, Saint Petersburg State University, St. Petersburg, 198504, Russia; v.tolstoy@spbu.ru
Corresponding author: Valeri P. Tolstoy, v.tolstoy@spbu.ru
PACS 82.33.Pt, 82.45.Mp, 82.45.Yz
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-5-509-513
ABSTRACT The paper explores the morphology features of Pt(0) nanolayers obtained on the surface of chemically polished nickel as a result of the galvanic replacement reaction using H2PtCl6 solution. In a series of samples synthesized at a treatment time of 1–60 minutes, it is shown that the nanolayers consist of Pt(0) nanocrystals 5–10 nm in size, which form a continuous porous layer with a thickness depending on the treatment time in solution. For example, it is about 80 nm and 120 nm for samples obtained after 3 minutes and 20 minutes, respectively. Moreover, on the outer side of the nanolayer with respect to the substrate, these nanocrystals form arrays of pointed agglomerates directed along the normal to the surface. After drying in air, the Pt(0) nanolayer cracks and partially folded microscrolls form on the nickel surface, the number of which is the largest for the samples obtained with a longer treatment time. The features of the practical application of these samples as SERS substrates are studied using the Raman spectra of Rodamin 6G as an example. It is shown that the amplification factor is about 105–106 using 532 nm laser excitation.
KEYWORDS platinum, nanocrystals, microscrolls, galvanic replacement reaction, SERS.
ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by the RFBR grant (project # 20-33-90228/20-PhD-students). We are grateful to the “Centre for Optical and Laser Materials Research” and “Nanotechnology” Research Parks of Saint Petersburg State University, for their technical assistance with the synthesized samples investigation.
FOR CITATION Kaneva M.V., Borisov E.V., Tolstoy V.P. Pt(0) microscrolls obtained on nickel surface by galvanic replacement reaction in H2PtCl6 solution as the basis for creating new SERS substrates. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (5), 509–513.
[In Russian] Мария В. Канева, Евгений В. Борисов, Валерий П. Толстой
Микроскроллы Pt(0) получаемые на поверхности никеля в результате реакции гальванического замещения в растворе H2PtCl6 как основа для создания новых подложек для спектроскопии комбинационного рассеяния света
АННОТАЦИЯ В статье изучены особенностей морфологии слоев Pt(0) получаемых на поверхности химически полированного никеля в результате реакции гальванического замещения при обработке его раствором H2PtCl6. Для серии образцов синтезированных при времени обработки 1-60 минут показано, что данные слои состоят из нанокристаллов Pt(0) размером 5-10 нм, которые образуют на поверхности никеля сплошной пористый слой с толщиной зависящей от времени обработки в растворе и составляющей, например, около 80 нм для образца, полученного после обработки в течение 3 минут и 120 нм после обработки в течение 20 минут. Причем, с внешней по отношению к подложке стороны такого слоя данные нанокристаллы образуют массивы остроконечных агломератов, направленных по нормали к поверхности. После высыхания на воздухе наблюдается растрескивание слоя Pt(0) и образования на поверхности никеля частично свернутых микророллов и их количество является наибольшим для образцов, полученных при большем времени обработки. На примере рамановских спектров Rodamin 6G изучены особенности применения данных образцов в качестве подложек для получения эффекта Гигантского Комбинационного Рассеяния (ГКР) и показано, что при использовании лазера с длиной волны 532 нм коэффициент усиления составляет величину около 105-106.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА платина, нанокристаллы, микросвитки, реакция гальванического замещения, ГКР
