三維納米結構熱點及其表面增強拉曼散射的研究.pdf

1、表面增強拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）具有較高的檢測靈敏性且能提供豐富的結構信息，因而在各個領域具有廣泛的應用。一般認為，貴金屬納米結構間隙是拉曼信號增強“熱點”的主要來源，熱點處的電磁場強度會得到極大增強，從而使拉曼增強因子提高幾個數(shù)量級甚至可實現(xiàn)單分子檢測。不斷發(fā)展的納米粒子制備及組裝技術推動了SERS技術的快速發(fā)展。理論和實驗研究都表明緊密高效的三維納米結構熱點對于SERS

2、檢測具有重要意義。因此，研究和發(fā)展三維納米結構熱點是目前SERS技術快速發(fā)展的趨勢之一。為了獲得高靈敏、高重復性的SERS信號，必須闡明三維納米結構熱點的分布規(guī)律，并深入理解其增強機理。這正是本論文的主要研究內(nèi)容。
　　論文第一章簡單介紹了SERS的發(fā)展歷程、增強機制、熱點以及能夠形成熱點的不同維度的納米結構，包括零維、一維、二維和三維結構，其中對三維納米結構熱點做了重點介紹。
　　第二章研究了表面/界面對三維SERS熱點的

3、影響。將一滴銀溶膠與待測分子混合，分別滴加在親水和疏水硅片上，在溶劑揮發(fā)過程中進行動態(tài)實時檢測，并加以比較。分別以羅丹明6G、結晶紫和對氨基苯硫酚等分子作為拉曼標簽，考察了溶劑揮發(fā)過程對SERS信號的影響、超低濃度檢測限等問題。實驗發(fā)現(xiàn)納米粒子在疏水界面上能產(chǎn)生更多的三維熱點，極大提高SERS檢測的增強因子和重現(xiàn)性。此方法為構筑三維SERS熱點矩陣提供了一種簡單、有效的途徑。
　　第三章研究了一種新穎的懸掛液滴檢測方法。將納米顆粒

4、膠體與待測物的混合液滴懸掛在薄石英片的下表面，將拉曼激光從石英片上方垂直聚焦在石英玻璃片下表面，考察懸掛液滴在溶劑蒸發(fā)過程中SERS信號的變化規(guī)律。并將檢測結果與傳統(tǒng)的檢測方法進行對比，研究了懸掛液滴中三維SERS熱點的形成機理。
　　第四章和第五章合成了三個各向異性的金微米結構:納米厚度的金微米三角、金微米六邊形和金微米立方體，各個結構的邊長有幾十微米。利用不同的拉曼標簽或活性分子，采用區(qū)域SERS成像技術研究了所合成的微米結構