The utility model discloses a surface-enhanced Raman scattering substrate based on a composite structure of dielectric grating, metal film and metal nanoparticles, including glass substrate, metal film, dielectric grating and metal nanoparticles. When TM polarized light is incident on the composite surface of dielectric grating, metal film and metal nanoparticles, surface plasmas are excited at the interface between dielectric grating and metal film, local surface plasmas are excited on metal nanoparticles, and strong resonance coupling between surface plasmas and local surface plasmas is propagated, which will make the electric field at the hot spot of composite structure get very high. Large enhancement leads to strong surface enhanced Raman scattering signals. The utility model has the advantages of simple preparation, low cost, providing super high electric field enhancement factor, etc., and can be widely used in Raman detection, especially in the field of low concentration detection.
【技术实现步骤摘要】
基于介质光栅-金属薄膜与金属纳米颗粒复合结构的表面增强拉曼散射基底
本技术属于表面增强拉曼散射基底领域,涉及利用介质光栅-金属薄膜与金属纳米颗粒复合结构进行表面增强拉曼散射(SERS)光谱测量的
,特别涉及基于介质光栅-金属薄膜与金属纳米颗粒复合结构的表面增强拉曼散射基底。
技术介绍
拉曼光谱是基于拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面的信息,并应用于分子结构研究的一种光谱技术。但是普通拉曼散射信号十分微弱,这无疑限制了其在实际生产中的应用。表面增强拉曼散射克服了拉曼光谱灵敏度低的缺点,可以获得常规拉曼光谱所无法得到的结构信息。SERS源于表面等离子体共振引起的局域电磁场,因此微纳结构热点处的电场增强在SERS领域得到了广泛的应用。研究人员已经设计出了许多相应的微纳结构,并实现了较高的电场增强和SERS测量,主要包括:通过各种形状的金属纳米颗粒激发的局域表面等离子体来提高电场增强,通过介质光栅-金属薄膜结构或者金属光栅-介质薄膜结构激发传播表面等离子体来提高电场增强。但是这些结构仍然存在一定的不足,主要表现在以下几个方面:(1)结构单一、电场增强较小:利用金属纳米颗粒激发的局域表面等离子体来提高电场增强,这种结构只是激发了单一的局域表面等离子体;通过介质光栅-金属薄膜结构或者金属光栅-介质薄膜结构激发传播表面等离子体来提高电场增强,这种结构只是激发了单一的传播表面等离子体来提高电场增强,没有传播表面等离子体和局域表面等离子体之间的强共振耦合,因此电场增强较小。(2)制备工艺复杂、成本高:通过金属光栅-介质薄膜激发的 ...
【技术保护点】
1.基于介质光栅‑金属薄膜与金属纳米颗粒复合结构的表面增强拉曼散射基底,其特征在于,所述的基底从下到上依次包括玻璃衬底(1),金属薄膜(2),介质光栅(3),金属纳米颗粒(4);当TM偏振光正入射介质光栅‑金属薄膜与金属纳米颗粒的复合结构表面时,在介质光栅‑金属薄膜分界面上激发传播表面等离子体,在金属纳米颗粒上激发局域表面等离子体,传播表面等离子体和局域表面等离子体的共振耦合,将使复合结构热点处的电场得到增强,进而得到表面增强拉曼散射信号。
【技术特征摘要】
1.基于介质光栅-金属薄膜与金属纳米颗粒复合结构的表面增强拉曼散射基底,其特征在于,所述的基底从下到上依次包括玻璃衬底(1),金属薄膜(2),介质光栅(3),金属纳米颗粒(4);当TM偏振光正入射介质光栅-金属薄膜与金属纳米颗粒的复合结构表面时,在介质光栅-金属薄膜分界面上激发传播表面等离子体,在金属纳米颗粒上激发局域表面等离子体,传播表面等离子体和局域表面等离子体的共振耦合,将使复合结构热点处的电场得到增强,进而得到表面增强拉曼散射信号。2.根据权利要求1所述的基于介质光栅-金属薄膜与金属纳米颗粒复合结构的表面增强拉曼散射基底,其特征在于,所述的金属薄膜(2),通过电子...
【专利技术属性】
技术研发人员:王向贤,张东阳,庞志远,白雪琳,杨华,冯旺军,
申请(专利权)人:兰州理工大学,
类型:新型
国别省市:甘肃,62
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