基于纳米球自组装方法的SERS微基底研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihaidong2000
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表面增强拉曼光谱(SERS)技术由于具有高灵敏度、高准确性、无损检测等优点,在未来生物化学、材料鉴定以及食品安全等领域有巨大的应用潜力。高效的SERS基底是实现拉曼信号增强的关键环节,也是当前的一大研究热点。SERS基底研究中,经常会遇到由于制备工艺复杂、设备昂贵等因素导致成本高居不下,影响了其规模化推广应用。因此,发展一种简单、快速、生产成本低的SERS基底制备方法和工艺,具有重要的理论研究和实际应用意义。本论文主要围绕气液界面纳米球自组装制备纳米结构展开,并以此为基础进行了新型SERS基底的研究工作。论文的主要内容包括:  论文第一章,主要介绍了纳米球自组装方法制备纳米结构的基本工艺流程,分析了现有工艺的原理和优缺点,而后,论文介绍了拉曼光谱技术以及SERS技术相关的基础理论及其应用领域。  论文第二章,主要介绍了我们在气液界面自组装制备单层周期性纳米结构方面的实验工艺改进。我们先后设计了用于纳米球气液界面自组装的盒装置和用于匀速导入纳米球的微量注射泵等辅助装置,将自组装过程中外界影响因素降至最小,克服了传统气液界面自组装方法易受外界影响、纳米球膜缺陷较多的不足。利用改进后的气液界面自组装工艺,我们制备出了大面积、稳定、单层有序的纳米球胶体晶体结构。  论文第三章,我们利用改进后的气液界面自组装工艺,在金-二氧化硅(Au-SiO2)衬底上排列出六角密排的纳米球胶体晶体,并以其作为掩膜板,结合电子束热蒸镀剥离工艺,制备出Au-SiO2-Au纳米阵列结构的SERS基底。根据对该Au-SiO2-Au纳米阵列结构SERS基底的光学特性和拉曼特性分析,我们发现该SERS基底对拉曼信号有非常明显的增强作用,且该SERS基底的有效面积大、拉曼信号稳定、重复性好。作为对该技术的进一步改进,我们在制得Au-SiO2-Au纳米阵列结构后,又进一步使用ICP对金三角形下方的部分SiO2层进行了刻蚀去除,以期获得更高的拉曼信号增强效果。我们对所制备改进型SERS基底的结构形貌、光学特性和拉曼特性进行了测试分析,并详细分析了其拉曼增强效果未达预期的原因。
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