一种可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底及其制备方法。所述高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底包括：单晶硅片，以及形成于其表面的由若干三维“伞”状硅基纳米柱单元结构组成的阵列结构；所述三维“伞”状硅基纳米柱单元结构由中间一根“伞轴”粗硅柱子和沿周向倚靠“伞轴”粗硅柱子的若干“伞骨”细硅柱子组成，所述三维“伞”状硅基纳米柱单元结构表面均匀修饰有大量金属颗粒。根据本发明专利技术制备的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底吸附表面积大，不仅可以同时吸附更多的金属颗粒和待测分子，还可以提供足够丰富的三维“热点”，从而实现高灵敏度和高复现性的SERS性能，该基底可以经受强力擦拭复用检测，具有可循环使用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底及其制备方法


[0001]本专利技术涉及拉曼散射
，特别涉及一种可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底及其制备方法。

技术介绍

[0002]表面增强拉曼光谱(SERS)是一种强大的光谱技术，可以提供分子的指纹信息，具有很高的特异性和灵敏性。SERS技术的基理是源于在结构表面或界面的分子拉曼信号的放大效应，使得微量的分子得以检测和识别。目前存在两种普遍接受的SERS增强机制：电磁增强(电磁场增强)和化学增强(主要是电荷转移增强)。现有的结果表明，在大多数情况下，前者的效应高于后者。物理增强主要是由于贵金属(金或银等)基底之间的局域等离激元共振模式对光场的局域增强效应，产成所谓的SERS“热点”，从而增强分子的拉曼效应。因此，提高SERS灵敏度的最重要的策略之一是在大规模基底上创造足够多的热点。
[0003]传统SERS基底主要利用化学合成的纳米颗粒物或颗粒物团簇。这些基底虽然具有较高的灵敏度，但是重复性较差。近年来，随着微纳加工技术的发展，各种诸如孔洞、圆盘和圆柱等周期性阵列的一维、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底，其特征在于，包括：单晶硅片，以及形成于所述单晶硅片表面的由若干三维“伞”状硅基纳米柱单元结构组成的阵列结构；其中，所述三维“伞”状硅基纳米柱单元结构由中间一根“伞轴”粗硅柱子和沿周向倚靠所述“伞轴”粗硅柱子的若干“伞骨”细硅柱子组成，所述三维“伞”状硅基纳米柱单元结构的表面均匀修饰有大量金属颗粒。2.根据权利要求1所述的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底，其特征在于，所述“伞轴”粗硅柱子的直径为300～500nm，所述“伞骨”细硅柱子的直径为30～60nm，所述“伞轴”粗硅柱子和所述“伞骨”细硅柱子在垂直于所述单晶硅片表面的方向上延伸的尺寸在0.8～2μm之间。3.根据权利要求1所述的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底，其特征在于，所述金属颗粒为直径在10～40nm之间的金颗粒。4.一种根据权利要求1～3中任意一项所述的可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对单晶硅片进行表面清洗预处理；S2：将两种尺寸的PS球超声混合均匀，在上述清洗好的单晶硅片上自组装成单层PS球结构；S3：通过反应离子束刻蚀方法，用氧气对上述单层PS球结构刻蚀，减小PS球的尺寸；S4：对完成刻蚀操作的单层PS球结构蒸镀一层Au膜，然后将样品完全浸没在HF/H2O2混合溶液中，刻蚀形成硅纳米柱，再依次浸泡在KI/I2溶液和四氢呋喃溶液中，以分别除去残留的Au层和PS球掩膜层，形成若干三维“伞”状硅基纳米柱单元结构；S5：将步骤S4所得结构浸泡在甲氧基聚乙二醇巯基溶液中，取出氮气吹干，滴上金颗粒水溶液，自然晾干，使金颗粒均匀地修饰在所述三维“伞”状硅基纳米柱单元结构表面，最终获得一种可循环使用的高灵敏硅基表面增强拉曼散射基底。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，廖泽坤，赵红卫，陈敏，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：