金屬納米結(jié)構(gòu)SERS基底的制備及其活性研究.pdf

1、拉曼散射效應(yīng)是一種非彈性散射效應(yīng)，入射光在介質(zhì)表面散射后頻率發(fā)生變化，此種頻率的變化包含著散射界面分子的振動(dòng)能量或轉(zhuǎn)動(dòng)能量的信息，但較弱的散射強(qiáng)度限制了拉曼散射的應(yīng)用范圍。1974年，F(xiàn)leishmann等人發(fā)現(xiàn)的表面增強(qiáng)拉曼散射改變了這一狀況，粗糙的散射表面顯著的增強(qiáng)了拉曼散射的強(qiáng)度，這一結(jié)果使得表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)在痕量污染物檢測(cè)、單分子光譜和生物醫(yī)學(xué)方面具有了很好的應(yīng)用前景。目前，已有很多具有顯著增強(qiáng)因子的SERS基底研制

2、成功，但其所存在的制備成本高、穩(wěn)定性和重復(fù)性差等問(wèn)題，均阻礙了SERS的廣泛應(yīng)用。
　　本論文的主要工作為制備不同材質(zhì)的SERS基底，檢驗(yàn)其增強(qiáng)效果;通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、搭配輔助手段來(lái)提高基底的SERS能力。
　　首先，制備具有金屬納米結(jié)構(gòu)的SERS基底。利用濕法刻蝕在硅片上得到周期為1.4 um的四方陣列倒金字塔結(jié)構(gòu)。利用磁控濺射鍍膜技術(shù)在具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的硅質(zhì)基底上濺射出厚度為百納米量級(jí)的金膜、銀膜，即得到了本文所需的SE

3、RS基底。通過(guò)控制鍍膜工藝，調(diào)整速率和氣氛，在濺射鍍膜的過(guò)程中會(huì)在樣品的表面形成大量的金、銀納米結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)的直徑在幾十納米左右，對(duì)于實(shí)現(xiàn)SERS的效果起到了重要的作用。
　　接下來(lái)，嘗試?yán)镁鄱谆柩跬?PDMS)批量復(fù)制SERS基底以降低生產(chǎn)成本。在真空環(huán)境下，PDMS在具有周期性倒金字塔陣列結(jié)構(gòu)的硅質(zhì)基底表面緩慢固化，冷卻后得到具有周期性正金字塔陣列結(jié)構(gòu)的PDMS基底。同時(shí)在此基底表面重復(fù)濺射鍍膜的工藝。
　　最后

4、，以有色染料若丹明(R6G)為探針?lè)肿?，分別在鍍金硅基底、鍍銀硅基底和鍍金PDMS基底上檢測(cè)了物質(zhì)的量濃度為1um/L的R6G溶液，均得到了較為明顯的R6G的拉曼增強(qiáng)信號(hào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了利用PDMS來(lái)復(fù)制增強(qiáng)基底的方法是可行的。計(jì)算了增強(qiáng)效果最強(qiáng)的鍍金硅基底的增強(qiáng)因子，并將其與含有銀納米顆粒的銀膠相組合，組合體系達(dá)到了雙重增強(qiáng)的效果，能夠檢測(cè)出0.01 um/L的R6G溶液的拉曼特征峰。利用有限元的方法，對(duì)倒金字塔結(jié)構(gòu)局域電場(chǎng)的增強(qiáng)效果