Combined micro-nanotechnology supported by local probe analytical techniques: from pattern formation toward applications  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
112114
Type K
Principal investigator Zolnai, Zsolt
Title in Hungarian Kombinált mikro-nanotechnológiai eljárások és ellenőrzésük lokális analitikai technikákkal: a mintázatképzéstől az alkalmazások felé
Title in English Combined micro-nanotechnology supported by local probe analytical techniques: from pattern formation toward applications
Keywords in Hungarian kombinált mikro-nanotechnológia, részecskék térben szelektív leválasztása, nanorészecske
Keywords in English combined micro-nanotechnology, precise placement of particles, nanoparticle
Discipline
Material Science and Technology (electronics) (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Informatics and Electrical Engineering
Department or equivalent Institute of Technical Physics and Materials Science (MTA Centre for Energy Research)
Participants Battistig, Gábor
Deák, András
Gergely-Fülöp, Eszter
Nagy, Norbert
Pothorszky, Szilárd
Tóth, Attila Lajos
Zámbó, Dániel
Starting date 2014-09-01
Closing date 2018-08-31
Funding (in million HUF) 20.121
FTE (full time equivalent) 7.60
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Plazmonikus szenzorok és nanorészecskés rendszerek tervezésénél, előállításánál, és működésénél az optikai közeltér csatolás lehetővé teszi a részecskék lokális környezetének monitorozását és információt szolgáltat azok alakjáról, méretéről, és pontos elhelyezkedéséről az optikai tulajdonságaikon keresztül. Napjainkban intenzív kutatás tárgya összefüggést találni a megfelelő anyagi és geometriai paraméterek és a nanorészecskés rendszerek optikai válasza között. Ezzel összhangban, a jelen projektben kémiai szintézissel előállított Au-szilika mag-héj részecskék alak, méret, és lokális környezetváltozását idéztük elő ion besugárzással, mint speciális nanotechnológiai módszerrel. A strukturális és geometriai paraméterek és egyetlen részecske optikai válasza közötti korrelációt térképeztük fel. Mikro és nanotechnológiai lépések és lokális vizsgálati módszerek kombinálásával változatos nanostruktúrákat hoztunk létre és vizsgáltunk. Ilyenek az arany gömbök és rudak aszimmetrikus szilika héjjal, vagy inhomogén molekuláris fedőréteggel, illetve a kapilláris litográfiával készült nanogyűrűk. Megmutattuk, hogy nanostruktúrált felületekre helyezett arany nanorudak plazmonikus vonalzóként használhatók, mivel a plazmon rezonancia paraméterei érzékenyen függnek a rúd nanomintázaton belüli pontos elhelyezkedésétől. Itt a rudak más optikai viselkedést mutatnak, mint homogén környezetben, és a rúdhossznál sokkal rövidebb skálán érzékenyíthetők a lokális környezet változásaira.
Results in English
In plasmonic sensor applications and in programmed preparation and assembly of plasmonic nanoparticles, due to near-field coupling to the environment, the optical properties of these nano-objects can be utilized to probe their local surroundings or indicate their shape, size, and spatial arrangement in ensembles and on specific spots of substrate surfaces. Nowadays big efforts are made to explore the correlations between these parameters at the nanoscale. Accordingly, in this project we controllaby varied the shape and size of gold-silica core-shell nanoparticles and their local environment using chemical synthesis and ion irradiation as nanofabricaton techniques, and correlated the geometrical and structural changes at the nanoscale with the optical scattering response of single particles. Combining micro and nanofabrication tools and local probe chracterization techniques various plasmonic nano-objects, like Au spheres and rods with asymmetric silica shells and spatially inhomogeneous molecular coatings, or Au nanorings were investigated. Using gold nanorods placed on nanopatterned surfaces a plasmonic ruler has been presented where the precise placement of individual nanoparticles within few nanometers, i.e., shorter lengths than the nanorod itself, can be detected. Here the nanorods show different behaviour than in symmetric surroundig environments and the single-particle optical scattering properties are strongly coupled to local environment changes.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=112114
Decision
Yes





 

List of publications

 
D. P. Szekrényes, S. Pothorszky, D. Zámbó, Z: Hajnal, Z. Osváth, and A. Deák: Surface chemical patch formation and self-assembly investigated at the single particle level, Proc. 32nd Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS 2018), Ljubljana, Slovenia, 2-7 September, 2018
D. P. Szekrényes, S. Pothorszky, D. Zámbó, Z. Osváth, A. Deák: Investigation of Patchiness on Tip-Selectively Surface-Modified Gold Nanorods, Journal of Physical Chemistry C 122, 1706-1710, 2018
Lugomer S, Zolnai Z, Tóth AL, Deák A, Nagy N: Ar+ ion irradiation-induced reorganization of colloidal silica nanoparticles in Langmuir–Blodgett monolayers, THIN SOLID FILMS 574: pp. 136-145, 2015
Mayer M, Malinský P, Schiettekatte F, Zolnai Z: Intercomparison of ion beam analysis software for the simulation of backscattering spectra from two-dimensional structures, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH B 385: pp. 65-73, 2016
Battistig G, Zolnai Z, Németh A, Panjan P, Menyhárd M: Nanoscale SiC production by ballistic ion beam mixing of C/Si multilayer structures, JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS 49: Paper 185303, 2016
Battistig G, Gurbán S, Sáfrán G, Sulyok A, Németh A, Panjan P, Zolnai Z, Menyhárd M: Wafer-scale SiC rich nano-coating layer by Ar+ and Xe+ ion mixing, SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY 302: 320-326, 2016
Chandrappan J, Murray M, Kakkar T, Petrik P, Agocs E, Zolnai Z, Steenson DP, Jha A, Jose G: Target dependent femtosecond laser plasma implantation dynamics in enabling silica for high density erbium doping, SCIENTIFIC REPORTS 5: Paper 14037, 2015
Jayakrishnan Chandrappan, Matthew Murray, Péter Petrik, Emil Agócs, Zsolt Zolnai, Agnès Tempez, Sébastien Legendre, D P Steenson, Animesh Jha, Gin Jose: Doping silica beyond limits with laser plasma for active photonic materials, OPTICAL MATERIALS EXPRESS 5: pp. 2849-2861, 2015
Zámbó Dániel, Radnóczi György Z, Deák András: Preparation of compact nanoparticle clusters from polyethylene glycol-coated gold nanoparticles by fine-tuning colloidal interactions, LANGMUIR 31: pp. 2662-2668, 2015
Dániel Zámbó, András Deák: Optical Simulations of Self-assembly Relevant Gold Aggregates: A Comparative Study, PERIODICA POLYTECHNICA-CHEMICAL ENGINEERING: Paper 9101, 2016
Norbert Nagy, Dániel Zámbó, Szilárd Pothorszky, Eszter Gergely-Fülöp, András Deák: Identification of dewetting stages and preparation of single chain gold nanoparticle rings by colloidal lithography, LANGMUIR 32: pp. 963-971, 2016
Örs Sepsi, Szilárd Pothorszky, Tuan Máté Nguyen, Dániel Zámbó, Ferenc Ujhelyi, Sándor Lenk, Pál Koppa, András Deák: Preparation and characterization of two-dimensional metallic nanoparticle and void films derived from a colloidal template layer, OPTICS EXPRESS 4: pp. A424-A429, 2016
Sz Pothorszky, D Zámbó, T Deák, A Deák: Assembling patchy nanorods with spheres: Limitations imposed by colloidal interactions, NANOSCALE 8: pp. 3523-3529, 2016
D Zámbó, Sz Pothorszky, D F Brougham, A Deák: Aggregation kinetics and cluster structure of amino-PEG covered gold nanoparticles, RSC ADVANCES 6: pp. 27151-27157, 2016
Merkel DG, Bessas D, Zolnai Z, Rüffer R, Chumakov AI, Paddubrouskaya H, Van Haesendonck C, Nagy N, Tóth AL, Deák A: Evolution of magnetism on a curved nano-surface, NANOSCALE 7: pp. 12878-12887, 2015
Albert E, Basa P, Deak A, Nemeth A, Osvath Z, Safran G, Zolnai Z, Horvolgyi Z, Nagy N: Introducing nanoscaled surface morphology and percolation barrier network into mesoporous silica coatings, RSC ADVANCES 5: pp. 60041-60053, 2015
Emőke Albert, Pierre-Antoine Albouy, André Ayral, Péter Basa, Gabriella Csík, Norbert Nagy, Stéphanie Roualdès, Vincent Rouessac, György Sáfrán, Ágnes Suhajda, Zsolt Zolnai, Zoltán Hórvölgyi: Antibacterial properties of Ag-TiO2 composite sol-gel coatings, RSC ADVANCES 5: pp. 59070-59081, 2015
Takács Máté, Zámbó Dániel, Deák András, Pap Andrea Edit, Dücső Csaba: WO3 nano-rods sensitized with noble metal nano-particles for H2S sensing in the ppb range, MATERIALS RESEARCH BULLETIN 84: pp. 480-485, 2016
Szilágyi E, Bányász I, Kótai E, Németh A, Major C, Fried M, Battistig G: Determination of migration of ion-implanted Ar and Zn in silica by backscattering spectrometry, RADIATION EFFECTS AND DEFECTS IN SOLIDS 170 pp. 229-237, 2015
M. Takács, D. Zámbó, A. Deák, A. E. Pap, I. Bársony: Gas sensitivity enhancement of WO3 nano-rods by gold nanoparticles, PROCEDIA ENGINEERING 120: pp. 1128-1131, 2015
Z. Zolnai, A. Deák, D. Zámbó, S. Pothorszky, N. Nagy,G. Battistig, and E. Kótai: Comprehensive Three Dimensional Ion Beam Analysis of Gold and Silica Nanoparticles Supported by Silicon Substrates, Proc. 22nd International Conference on Ion Beam Analysis (IBA22), 2015
Z. Zolnai, P. Petrik, A. Deák, S. Pothorszky, D. Zámbó, G. Vértesy, N. Nagy, A. K. Rossall and J. A. van den Berg: A three dimensional analysis of Au-silica core-shell nanoparticles using medium energy ion scattering, Proc. 8th International Workshop on High-Resolution Depth Profiling (HRDP8), 2016
Z. Zolnai, A. Deák, N. Nagy, D. Zámbó, S. Pothorszky, and A. Németh: A Three Dimensional Approach for Structural and Electrical Characterization of Planar Sets of Gold Nanoparticles, Proc. 7th International Conference on Advanced Nanomaterials (ANM2016), 2016
S. Pothorszky, D. Zámbó D, A. Deák: Structural and Optical Properties of Gold/Silica “Mushroom” Particles Prepared by Interfacial Templating, Particle & Particle Systems Characterization, 1600291, 2016
S. Pothorszky, D. Zámbó, D. Szekrényes, Z. Hajnal, A. Deák: Detecting Patchy Nanoparticle Assembly at the Single-Particle Level, Nanoscale 2017, 9 (29), 10344–10349, 2017
S. Pothorszky, D. Zámbó, D. Szekrényes, Z. Hajnal, A. Deák: Patchy nanoparticle preparation and self-assembly, Proc. 31st Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS 2017), 2017
Dániel Zámbó, Szilárd Pothorszky, Norbert Nagy, András Deák: Programmed and directed self-assembly of gold nanoparticle: nanoparticle clusters and single-chain nanoparticle rings, World Materials Research Institute Forum (WMRIF 2016), Tsukuba, Japan, Nov 8-10, 2016
Z. Zolnai, A. Deák, D. Zámbó, S. Pothorszky, N. Nagy,G. Battistig, and E. Kótai: Comprehensive Three Dimensional Ion Beam Analysis of Gold and Silica Nanoparticles Supported by Silicon Substrates, Proc. 22nd International Conference on Ion Beam Analysis (IBA22), 2015
Z. Zolnai, G. Battistig, A. K. Rossall, J. A. van den Berg, A. Deák, S. Pothorszky, L. Illés, and G. Vértesy: Following ion irradiation-induced shape change of Au-silica core-shell nanospheres and nanorods by MEIS, Proc. 23rd Int. Conf. on Ion Beam Analysis (IBA-2017), Shanghai, China, Oct 8-13, 2017
Z. Zolnai, P. Petrik, A. Deák, S. Pothorszky, D. Zámbó, G. Vértesy, N. Nagy, A. K. Rossall and J. A. van den Berg: A three dimensional analysis of Au-silica core-shell nanoparticles using medium energy ion scattering, Proc. 8th International Workshop on High-Resolution Depth Profiling (HRDP8), 2016
Z. Zolnai, P. Petrik, A. K. Rossall, J. A. van den Berg, A. Deák, S. Pothorszky, G. Vértesy, L. Illés, G. Battistig: The role of large-angle dual scattering in the MEIS analysis of gold nanostructures, Proc. 23rd Int. Conf. on Ion Beam Analysis (IBA-2017), Shanghai, China, Oct 8-13, 2017
A. K. Rossall, J. A. van den Berg, Z. Zolnai, P. Petrik, A. Deák, S. Pothorszky, G. Vértesy, L. Illés, and G. Battistig: Three-dimensional analysis of Au-silica core-shell nanoparticle clusters using medium energy ion scattering, Proc. 23rd Int. Conf. on Ion Beam Analysis (IBA-2017), Shanghai, China, Oct 8-13, 2017
Z. Zolnai, A. K. Rossall, J. A. van den Berg, A. Deák, S. Pothorszky, D. Zámbó, L. Illés, and G. Battistig: Large-angle dual scattering yield in the MEIS spectra of gold nanostructures, Proc. 9th Int. Workshop on High-Resolution Depth Profiling (HRDP9), Uppsala, Sweden, June 25-29, 2018
D. P. Szekrényes, S. Pothorszky, D. Zámbó, Z. Hajnal, Z. Osváth, A. Deák: Patchy nanoparticles and their assemblies investigated at the single particle level, Proc. 11th Colloid Chemistry Conference, Eger, Hungary, 28-30 May, 2018





 

Events of the project

 
2015-08-13 20:33:05
Résztvevők változása




Back »