【摘 要】
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表面增强拉曼散射（SERS）是一种振动光谱技术,解决了拉曼光谱低灵敏度的问题,在化学、生物、环境、食品等多个学科领域应用广泛。构筑具备丰富“热点”的高性能基底是SERS技术进入实际应用的前提。然而,用成本低廉,操作简单且制备重复性高的方法来构筑高性能的SERS基底仍十分具有挑战性。本文工作基于胶体刻蚀技术,通过构筑纳米间隙来得到高效的SERS基底。研究内容主要包括:（1）利用氧等离子清洗技术对聚苯
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表面增强拉曼散射（SERS）是一种振动光谱技术,解决了拉曼光谱低灵敏度的问题,在化学、生物、环境、食品等多个学科领域应用广泛。构筑具备丰富“热点”的高性能基底是SERS技术进入实际应用的前提。然而,用成本低廉,操作简单且制备重复性高的方法来构筑高性能的SERS基底仍十分具有挑战性。本文工作基于胶体刻蚀技术,通过构筑纳米间隙来得到高效的SERS基底。研究内容主要包括:（1）利用氧等离子清洗技术对聚苯乙烯（PS）纳米球单层膜进行刻蚀,构筑自生成纳米间隙SERS基底。氧等离子清洗工艺的各向同性刻蚀特性使得PS纳米球单层膜进行重新排列,得到了粒径、轮廓均一、但不同间距的聚苯乙烯纳米球薄膜。金属活化后,得到含有三种热点类型的自生成（self-generating,SG）SERS基底,包括3D热点,MFON热点和自对准热点,3D热点的构筑使得自生成SERS基底的拉曼信号强度比传统的MFON基底和自对准SERS基底均高出一个数量级。另外,自生成SERS基底还拥有优异的均匀性和制备重复性,大面积mapping扫描结果显示:其信号强度的相对标准偏差值为13.6%,且不同批次基底之间相对标准偏差也仅为16.5%。（2）基于双层环形纳米间隙构建高性能的3D SERS基底。首先,以PS纳米球单层紧密堆积薄膜为模板,利用O2-RIE和SF6-RIE分别调控PS纳米球的粒径和硅柱的轮廓及深度,最终得到纳米球与硅柱复合的蘑菇状阵列。金属活化后,得到了保持原有周期性的双层环形纳米间隙的3D SERS基底。该基底在单位面积具备更多的热点数量,同时,赋予了基底在一定激光井深内均可实现SERS活化,因此具备更为优异的SERS性能。
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