[发明专利]用于增强局部电场、光吸收、光辐射、材料检测的结构以及用于制作和使用此结构的方法

权利要求书

1.一种用于利用增强结构（100）增强物质的特性的检测的方法，其包括：

将所述物质置于所述增强结构（100）附近或与之接触；

利用光照射所述物质和/或所述增强结构（100）；

检测从所述物质辐射的光；以及

其中所述增强结构（100）由如下组成

·基片（110）；

·从所述基片（110）的表面延伸的至少一个纳米柱体（120）；

·位于每个所述柱体（120）的顶部上的纳米级金属碟（130）；

·位于每个所述柱体的底部的金属背板（150），所述金属背板覆盖所述基片表面的大部分；以及

·位于每个所述柱体的外部垂直表面（120s）上的至少一个纳米级金属点结构（140）。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述置于步骤中将所述物质敷设在所述增强结构（100）上。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述物质由单分子组成。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述特性是光特性。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述特性包括荧光光信号、光致发光光信号和表面增强拉曼散射（SERS）光信号中的至少一个。

6.如权利要求1所述的方法，还包括响应要检测的所述特性选择所述增强结构（100）的一个或多个特征的步骤，所述特征包括材料选择、纳米级柱体高度、纳米级柱体侧壁形状、纳米级金属碟形状、纳米级金属点结构间隔（140a、140b）、金属材料和金属背板构造。

7.如权利要求6所述的方法，其中选择所述纳米级金属点结构间隔包括，选择相邻纳米级金属点结构之间的间隙距离（140b）和/或选择所述纳米级金属碟与相邻纳米级金属点结构之间的间隙间隔（140a）。

8.如权利要求1所述的方法，其中检测光的所述步骤检测与所述物质的表面上的分子或其他材料的所述检测关联的光信号，所述光信号选自包括如下的一组光信号：荧光光信号、光致发光光信号和表面增强拉曼散射（SERS）光信号。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述检测的光是包括所述物质的所述表面附近生成或入射到所述物质的所述表面的光的光信号，其具有范围从10nm到30微米的波长。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述检测的光是包括所述物质或所述增强结构（100）的所述表面附近生成或入射到所述物质或所述增强结构（100）的所述表面的光的光信号，

其具有大致接近所述纳米级柱体（120）和纳米级金属碟（130）结构的共振峰值波长的波长。

11.一种纳米级结构（100），其在材料处增强入射光引起的局部电场、光的吸收、所述材料的所述表面处生成的光的所述辐射，所述纳米级结构（100）包括：

基片（110）；

从所述基片的表面延伸的至少一个柱体（120）；

敷设在每个柱体的顶部上的金属碟（130）；

位于每个柱体的底部的金属背板（150），所述金属背板覆盖所述基片表面的大部分；以及

敷设在每个柱体的外部垂直表面（120s）上的至少一个金属点结构（140）。

12.如权利要求11所述的纳米级结构，其中所述基片（110）是电绝缘体。

13.如权利要求11所述的纳米级结构，其中所述基片（110）是电介质绝缘体。

14.如权利要求11所述的纳米级结构，其中所述基片（110）是半导体。

15.如权利要求11所述的纳米级结构，其中所述基片（110）是层叠结构，以及其中所述基片（110）的所述表面处的层（120a）是电绝缘体或半导体；以及其中所述基片在所述表面处的所述层下方的本体是任何固体材料。

16.如权利要求11所述的纳米级结构，其中所述至少一个柱体（120）的所述顶部具有选自如下形状组成的形状的集合的形状：圆形、尖头、多边形、锥体、椭圆、细长条形或其任何组合。

17.如权利要求11所述的纳米级结构，其中所述至少一个柱体（120）具有柱状、倾斜的或曲线形的侧壁表面（120s）。