The present invention relates to a surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate based on aluminum nitride nanostructures, which comprises the following steps: (1) preparing (100) or (002) textured aluminum nitride films on the substrate; (2) etching aluminum nitride films with strong alkali solution to obtain aluminum nitride nanostructures; (3) using concentrated nitric acid and hydrogen peroxide The surface of aluminum nitride nanostructures was hydroxylated by mixed solution; (4) amino groups were modified on the surface of hydroxylated aluminum nitride nanostructures by vacuum vapor deposition of aminopropyl triethoxysilane to obtain amino modified aluminum nitride nanostructures; (5) gold nanoparticles were assembled on the surface of amino modified aluminum nitride nanostructures. That is. The nanostructure is formed by a sufficiently thick aluminum nitride film, which has a large adsorption surface area, can gather more molecules to be measured and improve the intensity of Raman scattering. The nanostructure can be controlled by etching conditions, so as to obtain a controllable Raman enhancement effect.
【技术实现步骤摘要】
一种基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法
本专利技术涉及纳米材料
,具体涉及表面增强拉曼散射基底的制造方法。
技术介绍
表面增强拉曼散射(Surface-EnhancedRamanScattering,简称SERS)光谱技术是电化学、环境分析和生物医学等领域中极具应用潜力的痕量分析技术。通过构造粗糙结构金属表面,使吸附的化合物由于表面局域等离子激元被激发引起电磁增强,以及粗糙表面上原子簇和吸附分子形成拉曼增强活性点,SERS技术可以对被测物质获得比一般拉曼散射极大增强的光谱强度。SERS技术具有指纹化的选择性和超灵敏的优点。实现该技术广泛应用的关键问题是制备出具有极高的拉曼增强能力、光谱重现性以及大面积结构均匀的SERS基底。目前认为,通过微纳加工技术,在硅或玻璃衬底上构造纳米结构,再在其表面进行贵金属化学修饰或物理沉积,是制备大面积SERS基底的重要方法。例如:中国专利文件CN102759520A公开了一种具有表面增强拉曼散射效应的活性基底的制备方法:以硅片为基底,首先运用水热腐蚀技术制备出具有大比表面积的纳米多孔硅阵列,再以化学气相沉积法生长II-VI族化合物半导体纳米线结构,最后利用化学还原法在纳米线表面制备贵金属纳米颗粒得到活性基底材料。中国专利文件CN103983629A公开了一种表面增强拉曼散射探测芯片及其制备方法,利用水热法,在硅片上原位生长纳米花型ZnO,通过物理的非溶剂磁控溅射法制备三维ZnO-Ag复合材料,获得表面增强拉曼效应基底。中国专利文件CN105424674A公开了一种基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方 ...
【技术保护点】
1.一种基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法,包括步骤如下:(1)在衬底上制备(100)或(002)织构的氮化铝薄膜;(2)使用强碱溶液对氮化铝薄膜进行刻蚀,获得氮化铝纳米结构;(3)使用浓硝酸和双氧水的混合液对氮化铝纳米结构表面进行羟基化,得羟基化的氮化铝纳米结构;(4)使用减压气相沉积氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的方法在羟基化的氮化铝纳米结构表面修饰氨基基团,得氨基修饰的氮化铝纳米结构;(5)将金纳米粒子组装到氨基修饰的氮化铝纳米结构表面,即得基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底。
【技术特征摘要】
1.一种基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法,包括步骤如下:(1)在衬底上制备(100)或(002)织构的氮化铝薄膜;(2)使用强碱溶液对氮化铝薄膜进行刻蚀,获得氮化铝纳米结构;(3)使用浓硝酸和双氧水的混合液对氮化铝纳米结构表面进行羟基化,得羟基化的氮化铝纳米结构;(4)使用减压气相沉积氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的方法在羟基化的氮化铝纳米结构表面修饰氨基基团,得氨基修饰的氮化铝纳米结构;(5)将金纳米粒子组装到氨基修饰的氮化铝纳米结构表面,即得基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底。2.根据权利要求1所述的基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法,其特征在于,步骤(1)中所述的衬底为玻璃衬底或硅衬底。3.根据权利要求1所述的基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法,其特征在于,步骤(1)中制备(100)或(002)织构的氮化铝薄膜的方法为磁控溅射方法。4.根据权利要求3所述的基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法,其特征在于,磁控溅射方法如下:(i)将磁控溅射本底真空抽至小于10-3Pa;(ii)施加反向偏压对衬底表面进行等离子轰击清洗,以增加与氮化铝薄膜的结合力;(iii)使用高纯铝靶材在氮气与氩气混合气氛中进行反应溅射,氮气与氩气体积比例7:3-2:8,溅射气氛压强3-8Pa,溅射功率密度4-10W/cm2;(iv)溅射完成后,使用X射线衍射确定氮化铝薄膜的织构为(100)或(002)。5.根据权利要求1所述的基于氮化铝纳米结构的表面增强拉曼散射基底的制造方法,其特征在于,步...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈达,王鸿飞,王璟璟,王鹏,
申请(专利权)人:山东科技大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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