基于FIB制備表面增強拉曼散射基底的研究.pdf

1、最近幾年,物質(zhì)的檢測成為人們很關(guān)心的一個話題。拉曼散射憑借其低成本、實時性檢測的特點,在物質(zhì)檢測及傳感領(lǐng)域中占據(jù)重要的地位。但由于拉曼散射信號比較低的限制,自從這個現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來一直沒有被廣泛應(yīng)用,直到1977年表面增強拉曼散射(SERS)現(xiàn)象出現(xiàn),研究者發(fā)現(xiàn)當(dāng)把待測物放置在粗糙的貴金屬上時,拉曼信號可以得到幾個量級的提高。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SERS基底的方式主要有電化學(xué)粗

2、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。
　　本文主要從兩個方面進行SERS基底的研究,一方面通過光學(xué)模擬方法設(shè)計并優(yōu)化特定波長下的最優(yōu)結(jié)構(gòu)陣列,另一方面利用聚焦離子束制備高精度、一致性的SERS基底。實驗中發(fā)現(xiàn),由于金膜質(zhì)地

3、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)然后通過后續(xù)鍍金膜實現(xiàn)拉曼活性,后續(xù)通過參數(shù)優(yōu)化及對金膜厚度的研究得到了一種高增強的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;通過對基底表征發(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基底結(jié)構(gòu)的陣列間隙可以達到10nm以下,而且拉曼增強因子高達107倍