金屬納米結構SERS基底的制備及其活性研究.pdf

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

2、成功，但其所存在的制備成本高、穩(wěn)定性和重復性差等問題，均阻礙了SERS的廣泛應用。
　　本論文的主要工作為制備不同材質的SERS基底，檢驗其增強效果;通過改進實驗方法、搭配輔助手段來提高基底的SERS能力。
　　首先，制備具有金屬納米結構的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構。利用磁控濺射鍍膜技術在具有倒金字塔結構的硅質基底上濺射出厚度為百納米量級的金膜、銀膜，即得到了本文所需的SE

3、RS基底。通過控制鍍膜工藝，調整速率和氣氛，在濺射鍍膜的過程中會在樣品的表面形成大量的金、銀納米結構，此類結構的直徑在幾十納米左右，對于實現(xiàn)SERS的效果起到了重要的作用。
　　接下來，嘗試利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)批量復制SERS基底以降低生產成本。在真空環(huán)境下，PDMS在具有周期性倒金字塔陣列結構的硅質基底表面緩慢固化，冷卻后得到具有周期性正金字塔陣列結構的PDMS基底。同時在此基底表面重復濺射鍍膜的工藝。
　　最后

4、，以有色染料若丹明(R6G)為探針分子，分別在鍍金硅基底、鍍銀硅基底和鍍金PDMS基底上檢測了物質的量濃度為1um/L的R6G溶液，均得到了較為明顯的R6G的拉曼增強信號，實驗結果證明了利用PDMS來復制增強基底的方法是可行的。計算了增強效果最強的鍍金硅基底的增強因子，并將其與含有銀納米顆粒的銀膠相組合，組合體系達到了雙重增強的效果，能夠檢測出0.01 um/L的R6G溶液的拉曼特征峰。利用有限元的方法，對倒金字塔結構局域電場的增強效果