Distinguishing chemical and electromagnetic enhancement in surface-enhanced Raman spectra: The case of para-nitrothiophenol

Journal of Raman Spectroscopy

Volumn 44, Issue 11, 2013, Pages 1497-1505

  Thomas, Martin ^a,c,d   Mühlig, Stefan ^a   Deckert Gaudig, Tanja ^b   Rockstuhl, Carsten ^a   Deckert, Volker ^a,b   Marquetand, Philipp ^c  

^a FRIEDRICH SCHILLER UNIVERSITY JENA   (Germany)

^b LEIBNIZ INSTITUTE OF PHOTONIC TECHNOLOGY   (Germany)

^c UNIVERSITY OF VIENNA   (Austria)

^d UNIVERSITY OF BONN   (Germany)

Author keywords

classical electrodynamics; para nitrothiophenol; real time time dependent density functional theory; spectroscopy; surface enhanced Raman scattering

Indexed keywords

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRODYNAMICS; HYBRID SYSTEMS; METAL NANOPARTICLES; MOLECULES; PLASMONICS; QUANTUM CHEMISTRY; RAMAN SCATTERING; SILVER NANOPARTICLES; SURFACE SCATTERING;

CHEMICAL ENHANCEMENTS; CLASSICAL ELECTRODYNAMICS; ELECTROMAGNETIC ENHANCEMENT; ENHANCED RAMAN SCATTERING; PARA-NITROTHIOPHENOL; REAL- TIME; REAL-TIME TIME-DEPENDENT DENSITY FUNCTIONAL THEORY; SURFACE ENHANCED RAMAN; SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING; TIME DEPENDENT DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

ELECTROMAGNETIC FIELDS;

EID: 84888369804     PISSN: 03770486     EISSN: 10974555     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jrs.4377     Document Type: Article

References (79)

1. M. Faraday, Philos. Trans. R. Soc. London 1857, 147, 145.
2. K. L. Kelly, E. Coronado, L. L. Zhao, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668.
3. N. Halas, MRS Bull. 2005, 30, 362.
4. Y. Xia, N. J. Halas, MRS Bull. 2005, 30, 338.
5. V. E. Ferry, L. A. Sweatlock, D. Pacifici, H. A. Atwater, Nano Lett. 2008, 8, 4391.
6. C. Rockstuhl, F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 213102.
7. S. Mühlig, A. Cunningham, S. Scheeler, C. Pacholski, T. Bürgi, C. Rockstuhl, F. Lederer, ACS Nano 2011, 5, 6586.
8. B. Luk'yanchuk, N. I. Zheludev, S. A. Maier, N. J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, C. T. Chong, Nat. Mater. 2010, 9, 707.
9. R. Ameling, L. Langguth, M. Hentschel, M. Mesch, P. V. Braun, H. Giessen, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 253116.
10. R. Filter, S. Mühlig, T. Eichelkraut, C. Rockstuhl, F. Lederer, Phys. Rev. B 2012, 86, 035404.
11. S. Link, M. A. El-Sayed, Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 331.
12. D. A. Stuart, J. M. Yuen, N. Shah, O. Lyandres, C. R. Yonzon, M. R. Glucksberg, J. T. Walsh, R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 2006, 78, 7211.
13. X. Huang, I. H. El-Sayed, W. Qian, M. A. El-Sayed, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2115.
14. S. A. Kim, K. M. Byun, J. Lee, J. H. Kim, D.-G. A. Kim, H. Baac, M. L. Shuler, S. J. Kim, Opt. Lett. 2008, 33, 914.
15. J. N. Anker, W. P. Hall, O. Lyandres, N. C. Shah, J. Zhao, R. P. Van Duyne, Nat. Mater. 2008, 7, 442.
16. S. M. Morton, D. W. Silverstein, L. Jensen, Chem. Rev. 2011, 111, 3962.
17. K. Hering, D. Cialla, K. Ackermann, T. Dörfer, R. Möller, H. Schneidewind, R. Mattheis, W. Fritzsche, P. Rösch, J. Popp, Anal. Bioanal. Chem. 2008, 390, 113.
18. D. Cialla, A. März, R. Böhme, F. Theil, K. Weber, M. Schmitt, J. Popp, Anal. Bioanal. Chem. 2012, 403, 27.
19. E. Bailo, V. Deckert, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 921.
20. B. Pettinger, P. Schambach, C. J. Villagõmez, N. Scott, Annu. Rev. Phys. Chem. 2012, 63, 379.
21. S. Nie, S. R. Emory, Science 1997, 275, 1102.
22. A. M. Michaels, M. Nirmal, L. E. Brus, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9932.
23. K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1667.
24. H. Xu, E. J. Bjerneld, M. Käll, L. Börjesson, Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 4357.
25. M. Fleischmann, P. Hendra, A. McQuillan, Chem. Phys. Lett. 1974, 26, 163.
26. D. L. Jeanmaire, R. P. V. Duyne, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1977, 84, 1.
27. M. G. Albrecht, J. A. Creighton, J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5215.
28. L. Jensen, C. M. Aikens, G. C. Schatz, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1061.
29. J. Wessel, J. Opt. Soc. Am. B 1985, 2, 1538.
30. R. M. Stöckle, Y. D. Suh, V. Deckert, R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 2000, 318, 131.
31. M. S. Anderson, Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 3130.
32. N. Hayazawa, Y. Inouye, Z. Sekkat, S. Kawata, Opt. Commun. 2000, 183, 333.
33. B. Pettinger, G. Picardi, R. Schuster, G. Ertl, Electrochemistry (Japan) 2000, 68, 942.
34. W. Zhang, H. Fischer, T. Schmid, R. Zenobi, O. J. F. Martin, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14672.
35. A. M. Kern, A. J. Meixner, O. J. F. Martin, ACS Nano 2012, 6, 9828.
36. L. Zhao, L. Jensen, G. C. Schatz, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2911.
37. L. Jensen, L. L. Zhao, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 4756.
38. S. Liu, X. Zhao, Y. Li, M. Chen, M. Sun, Spectrochim. Acta A 2009, 73, 382.
39. J. Zhao, A. O. Pinchuk, J. M. McMahon, S. Li, L. K. Ausman, A. L. Atkinson, G. C. Schatz, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1710.
40. S. Corni, J. Tomasi, J. Chem. Phys. 2001, 114, 3739.
41. S. Corni, J. Tomasi, Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 135.
42. S. Corni, J. Tomasi, J. Chem. Phys. 2002, 116, 1156.
43. H. Xu, X.-H. Wang, M. P. Persson, H. Q. Xu, M. Käll, P. Johansson, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 243002.
44. P. Johansson, H. Xu, M. Käll, Phys. Rev. B 2005, 72, 035427.
45. K. Lopata, D. Neuhauser, J. Chem. Phys. 2009, 130, 104707.
46. D. J. Masiello, G. C. Schatz, Phys. Rev. A 2008, 78, 042505.
47. D. J. Masiello, G. C. Schatz, J. Chem. Phys. 2010, 132, 064102.
48. S. M. Morton, L. Jensen, J. Chem. Phys. 2010, 133, 074103.
49. S. M. Morton, L. Jensen, J. Chem. Phys. 2011, 135, 134103.
50. J. L. Payton, S. M. Morton, J. E. Moore, L. Jensen, J. Chem. Phys. 2012, 136, 214103.
51. H. Chen, J. M. McMahon, M. A. Ratner, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 14384.
52. H. Chen, M. G. Blaber, S. D. Standridge, E. J. DeMarco, J. T. Hupp, M. A. Ratner, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 10215.
53. J. Mullin, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. A 2012, 116, 1931.
54. J. Mullin, N. Valley, M. G. Blaber, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. A 2012, 116, 9574.
55. E. M. v. S. Lantman, T. Deckert-Gaudig, A. J. G. Mank, V. Deckert, B. M. Weckhuysen, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 583.
56. F. Cecchet, D. Lis, J. Guthmuller, B. Champagne, G. Fonder, Z. Mekhalif, Y. Caudano, A. A. Mani, P. A. Thiry, A. Peremans, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4106.
57. C. F. Bohren, D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Wiley, Weinheim, 1983.
58. Y.-L. Xu, Appl. Opt. 1995, 34, 4573.
59. P. B. Johnson, R. W. Christy, Phys. Rev. B 1972, 6, 4370.
60. H. Hövel, S. Fritz, A. Hilger, U. Kreibig, M. Vollmer, Phys. Rev. B 1993, 48, 18178.
61. A. Castro, M. A. L. Marques, A. Rubio, J. Chem. Phys. 2004, 121, 3425.
62. CP2K developers group, http://www.cp2k.org/
63. M. Krack, Theor. Chem. Acc. 2005, 114, 145.
64. J. VandeVondele, M. Krack, F. Mohamed, M. Parrinello, T. Chassaing, J. Hutter, Comput. Phys. Commun. 2005, 167, 103.
65. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
66. L. Genovese, T. Deutsch, A. Neelov, S. Goedecker, G. Beylkin, J. Chem. Phys. 2006, 125, 074105.
67. D. Long, The Raman effect: a unified treatment of the theory of Raman scattering by molecules, Wiley, Chichester, 2002.
68. A. Rasmussen, V. Deckert, J. Raman Spectrosc. 2006, 37, 311.
69. P. C. Lee, D. Meisel, J. Phys. Chem. 1982, 86, 3391.
70. J. Guthmuller, F. Cecchet, D. Lis, Y. Caudano, A. A. Mani, P. A. Thiry, A. Peremans, B. Champagne, ChemPhysChem 2009, 10, 2132.
71. M. Thomas, F. Latorre, P. Marquetand, J. Chem. Phys. 2013, 138, 044101.
72. H. Grönbeck, A. Curioni, W. Andreoni, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3839.
73. F. P. Cometto, P. Paredes-Olivera, V. A. Macagno, E. M. Patrito, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21737.
74. A. Bencini, G. Rajaraman, F. Totti, M. Tusa, Superlattices Microstruct. 2009, 46, 4.
75. H. J. Kim, J. H. Yoon, S. Yoon, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 12010.
76. A. Khein, D. J. Singh, C. J. Umrigar, Phys. Rev. B 1995, 51, 4105.
77. F. Jensen, J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 2726.
78. A. Dreuw, M. Head-Gordon, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4007.
79. M. Guidon, F. Schiffmann, J. Hutter, J. VandeVondele, J. Chem. Phys. 2008, 128, 214104.