一种具有表面增强拉曼效应的传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种具有表面增强拉曼效应的传感器，包括由铁电材料制成的衬底，衬底上生成有至少一个贵金属三角片，贵金属三角片上沉积有贵金属颗粒，采用本实用新型专利技术的有益效果是以铌酸锂单晶片作为衬底，可以反复使用，使用寿命很长(如果没有破损可以一直用)，大大节约了实验成本，且整个结构简单、信号增强效果好。

A sensor with surface enhanced Raman effect

The utility model discloses a sensor with a surface-enhanced Raman effect, which comprises a substrate made of ferroelectric materials, on which at least one noble metal triangle is formed, and noble metal particles are deposited. The beneficial effect of the sensor is that the substrate is a lithium niobate monolithic wafer, which can be repeated. The utility model has the advantages of long service life (if there is no breakage, it can be used all the time), greatly saving experimental cost, simple structure and good signal enhancement effect.

【技术实现步骤摘要】
一种具有表面增强拉曼效应的传感器
本技术涉及分子检测
，具体涉及一种具有表面增强拉曼效应的传感器。
技术介绍
拉曼散射光谱被称为物质的指纹，利用它可以来鉴别分子的种类甚至是分子间化学键的振动信息，然而拉曼散射光的强度很弱，仅占总散射光强度的10-6-10-10,很难获取分子的拉曼信号。研究发现：表面增强拉曼散射光谱(SERS)即将分子吸附在贵贵金属颗粒如银、金或铜颗粒表面，或吸附在这些金属片的粗糙表面，被吸附的样品其拉曼光谱的强度可提高103-106倍。通常人们认为在粗糙的表面衬底上表面等离子体振动比较剧烈，粗糙表面可以耦合出很强的电磁场，这对于拉曼散射增强的贡献很突出。通常制备拉曼散射增强衬底方法有磁控溅射法、化学刻蚀法、光刻法等，虽然这些技术已发展相对成熟，但存在工艺条件苛刻、操作复杂、成本过高等缺点，严重约束了表面增强拉曼散射(SERS)衬底的应用。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本技术提供一种具有表面增强拉曼效应的传感器。技术方案如下：一种具有表面增强拉曼效应的传感器，其关键在于：包括由铁电材料制成的衬底，该衬底上生成有至少一个贵金属三角片，所述贵金属三角片上沉积有贵金属颗粒。采用上述技术方案贵金属三角片和贵金属颗粒在激光下能耦合出较强的电磁场，这种增强的电磁场可以放大分子上的电子非弹性散射信号，从而能够采集到拉曼信号，本技术结构简单，拉曼信号增强效果好。作为优选：上述贵金属三角片为金三角片。上述贵金属颗粒为金纳米颗粒。上述衬底为铌酸锂单晶片，该铌酸锂单晶片的正向极化面上生成有所述贵金属三角片。上述衬底上有至少两个所述贵金属三角片，至少一个所述贵金属三角片上沉积有所述贵金属颗粒。上述贵金属三角片为等边三角形，其边长为400nm-4μm。上述衬底的厚度为0.3mm。上述金纳米颗粒的粒径为30-200nm。有益效果：采用本技术的有益效果是以铌酸锂单晶片作为衬底，可以反复使用，使用寿命很长(如果没有破损可以一直用)，大大节约了实验成本，且整个传感器结构简单、信号增强效果好。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1的A-A’剖视图；图3为本技术的拉曼散射光谱图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步说明。如图1和2所示，一种具有表面增强拉曼效应的传感器，包括由铁电材料制成的衬底1，该衬底1上生成有至少一个贵金属三角片2，所述贵金属三角片2上沉积有贵金属颗粒3。所述衬底1为铌酸锂单晶片，其厚度为0.3mm，所述铌酸锂单晶片的正向极化面上生成有所述贵金属三角片2，所述铌酸锂单晶片的表面平整度达到光学级别。所述贵金属三角片2为金三角片，所述衬底1上有至少两个所述贵金属三角片2，至少一个所述贵金属三角片2上沉积有所述贵金属颗粒3，所述贵金属颗粒3为金纳米颗粒，所述贵金属三角片2为等边三角形，其边长为400nm-4μm，所述金纳米颗粒的粒径为30-200nm。以制备基于金三角片、金纳米颗粒的传感器为例，以上具有表面增强拉曼效应的传感器可按照以下方式制备得到：取一致熔融组分比铌酸锂单晶，沿垂直于晶轴c轴方向切割得到铌酸锂单晶薄片，将该薄片抛光至厚度为0.3mm，表面平整度达到光学级别，将抛光后的铌酸锂单晶薄片作为所述衬底1，将该衬底1正向极化面(+Z面)朝上，并在该正向极化面上滴加10mmol/l的氯金酸溶液，然后用280-400nm的紫外光垂直照射氯金酸溶液进行光化学沉积反应，反应结束后先用酒精冲洗衬底表面两次，每次冲洗一分钟，然后用纯净水冲洗两次，每次冲洗一分钟，最后用氮气吹干，在所述衬底1上即得到多个所述金三角片，金三角片上还沉积有所述金纳米颗粒。将4NBT吸附在本技术提供的具有表面增强拉曼效应的传感器上，采用633nm的激光来采集拉曼光谱，研究发现，在金三角片上沉积有Au纳米颗粒的地方均能采集到该分子的拉曼信号(如图3中B位置所示)，这是因为Au纳米颗粒和Au纳米三角片两者都能够在激光下耦合出较强的电磁场，这种较强的电磁场可以放大分子上的电子非弹性散射信号，从而能够采集到拉曼；另外在相邻两个贵金属三角片之间也能采集到增强的拉曼信号，而在单纯的金三角片上却采集不到拉曼信号(如图3中A位置所示)。最后需要说明的是，上述描述仅仅为本技术的优选实施例，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不违背本技术宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有表面增强拉曼效应的传感器，其特征在于：包括由铁电材料制成的衬底(1)，该衬底(1)上生成有至少一个贵金属三角片(2)，所述贵金属三角片(2)上沉积有贵金属颗粒(3)。

【技术特征摘要】
2017.11.27 CN 20171120767721.一种具有表面增强拉曼效应的传感器，其特征在于：包括由铁电材料制成的衬底(1)，该衬底(1)上生成有至少一个贵金属三角片(2)，所述贵金属三角片(2)上沉积有贵金属颗粒(3)。2.根据权利要求1所述的一种具有表面增强拉曼效应的传感器，其特征在于：所述贵金属三角片(2)为金三角片。3.根据权利要求1或2所述的一种具有表面增强拉曼效应的传感器，其特征在于：所述贵金属颗粒(3)为金纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的一种具有表面增强拉曼效应的传感器，其特征在于：所述衬底(1)为铌酸锂单晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓燕，司东辉，望军，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50