基于fib制備表面增強(qiáng)拉曼散射基底的研究

1、 基于 基于 FIB 制備表面增強(qiáng)拉曼散射 制備表面增強(qiáng)拉曼散射 基底的研究 基底的研究 The Study of High Performance Surface-enhanced Raman Scattering Substrates Developed by Focus Ion Beam Nanofabrication 學(xué)科專(zhuān)業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù) 研 究 生：高婷婷 指導(dǎo)教師：房豐洲 教授 天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院學(xué)院 二零

2、一二年十二月 摘 要 最近幾年， 物質(zhì)的檢測(cè)成為人們很關(guān)心的一個(gè)話題。 拉曼散射憑借其低成本、實(shí)時(shí)性檢測(cè)的特點(diǎn)， 在物質(zhì)檢測(cè)及傳感領(lǐng)域中占據(jù)重要的地位。 但由于拉曼散射信號(hào)比較低的限制，自從這個(gè)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直沒(méi)有被廣泛應(yīng)用，直到 1977年表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）現(xiàn)象出現(xiàn)，研究者發(fā)現(xiàn)當(dāng)把待測(cè)物放置在粗糙的貴金屬上時(shí)，拉曼信號(hào)可以得到幾個(gè)量級(jí)的提高。因此，將拉曼散射推向?qū)嶋H應(yīng)用的重要因素便是 SERS 基底的制備。 傳統(tǒng)制備 SE

3、RS 基底的方式主要有電化學(xué)粗糙法、化學(xué)合成法及模板法，但是到目前為止制備具有高靈敏度及高穩(wěn)定性的 SERS 基底仍然存在很大困難。 拉曼增強(qiáng)的主要原因歸功于局域表面等離子體共振效應(yīng)，即要求陣列間隙足夠小。而聚焦離子束技術(shù)作為一種微納加工技術(shù)， 在 SERS 基底制備方面表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì)。 本文主要從兩個(gè)方面進(jìn)行 SERS 基底的研究，一方面通過(guò)光學(xué)模擬方法設(shè)計(jì)并優(yōu)化特定波長(zhǎng)下的最優(yōu)結(jié)構(gòu)陣列， 另一方面利用聚焦離子束制備高精度、 一致性

4、的 SERS 基底。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)， 由于金膜質(zhì)地柔軟的特性很難獲得小間隙的結(jié)構(gòu)，因此提出了一種簡(jiǎn)單、 有效地加工方式， 即先用聚焦離子束在硅片上加工結(jié)構(gòu)然后通過(guò)后續(xù)鍍金膜實(shí)現(xiàn)拉曼活性， 后續(xù)通過(guò)參數(shù)優(yōu)化及對(duì)金膜厚度的研究得到了一種高增強(qiáng)的 SERS 基底；另外，利用電子束輔助沉積的功能制備雙金屬 SERS基底， 最后成功制備出三維立體納米圓錐陣列； 通過(guò)對(duì)基底表征發(fā)現(xiàn)該方法制備的結(jié)構(gòu)具有較高的靈敏度、穩(wěn)定性及重復(fù)使用性，如：SERS 基