Niniejsza praca magisterska dotyczy projektowania, wytwarzania i
optymalizacji podłoży plazmonicznych do zastosowań w powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii Ramana (SERS). W oparciu o autorską procedurę fabrykacji nanostruktur za pomocą litografii na nanosferach opracowano struktury w postaci macierzy losowo rozłożonych nanootworów w planarnej warstwie metalicznej. Nanootwory zawierają nanocząstki dielektryczne częściowo pokryte metaliczną powłoką.

Właściwości fizyczne oraz optyczne nanostruktur charakteryzowano za pomocą mikroskopii elektronowej oraz spektrofotometrii UV-VIS. Opracowane podłoża wykazują potrójny rezonans plazmonowy charakterystyczny dla cząstek typu rdzeń-powłoka. Zmiana parametrów geometrycznych oraz materiałowych takiej struktury umożliwia precyzyjne strojenie położenia widmowego tych rezonansów w zakresie 300 nm – 1100 nm z dokładnością sięgającą pojedynczych nanometrów. Właściwości plazmoniczne nanostruktur zostały potwierdzone teoretycznie za pomocą obliczeń metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu. Analiza rozkładów pól elektromagnetycznych potwierdziła hybrydową naturę rezonansów zgodną z odpowiedzią struktur typu rdzeń-powłoka.

Przydatność podkładów plazmonicznych w spektroskopii SERS została zweryfikowana eksperymentalnie za pomocą mikroskopu ramanowskiego w detekcji molekuł kwasu 4-merkaptobenzoesowego. Każde opisane w tej pracy podłoże, nawet jeśli wykonane w warunkach dalekich od optymalnych, zapewniło jednorodny i wystarczająco silny sygnał SERS badanych molekuł. Podłoża wykazały wysoką stabilność sięgającą zmiany intensywności sygnału SERS na poziomie 3,3% po czterech miesiącach od fabrykacji oraz wysoką jednorodność przenoszącą się na niskie wartości średniego odchylenia standardowego sygnału SERS wynoszące 2,6%. Opracowana procedura pozwala na kompleksowe przygotowanie jednorodnych i przestrajalnych podłoży SERS-aktywnych w zakresie od ultrafioletu do bliskiej podczerwieni.