[发明专利]一种半导体Fe2O3薄膜型表面拉曼散射基底的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于激光拉曼光谱检测用具技术领域，特别涉及一种半导体α-Fe₂O₃薄膜型表面增强拉曼散射基底的制备方法。

背景技术

随着半导体纳米粒子产业的迅速发展，半导体薄膜科学和技术越来越受到人们的重视。半导体薄膜的研究和开发为微电子学、光电子学、磁电子学等新兴交叉学科的发展提供了材料基础，开发高质量半导体薄膜的生长工艺、研究有关半导体薄膜的组成、晶体结构和物理性能成为发展这些新兴学科的重要组成部分。

我们知道，表面增强拉曼散射基底的设计需最大化提高其拉曼信号的分辨度来提高其灵敏度；因此，系统的控制基底纳米粒子的分布很重要；在这些基底中，有序薄膜尤其重要，因为它们高度有序、重复性高，均匀度好，容易构筑；Naton（Freeman R G，等. Science 1995, 267, 1629.）和Cotton(Chemanov G, 等. J. Phys. Chem. 1995, 99, 9466.)小组采用有机硅烷化试剂在石英和玻璃表面合成一单分子层的Au和Ag薄膜；但是，这些基底主要还是集中在一些金、银、铜等贵金属基底上；关于半导体纳米粒子薄膜的表面增强拉曼散射基底研究还是比较少，其中一个主要原因是由于半导体纳米粒子很难通过共价键（-NH₂、-CN、-SH等）牢固地固定在玻璃基表面上；但是，这些半导体纳米粒子有一些独特的电学、化学、光学、磁学性质，而且较之贵金属比较廉价，所以，发展半导体基底仍然是很重要的。

一些半导体纳米粒子（如ZnO、NiO和TiO₂等（Yamada H, 等. Surf. Sci. 1983, 134, 71.; Wang Y X, 等. J. Raman Spectrosc. 2007, 38, 34.; Liu Y C, 等. Chem. Phys. Lett. 2006, 420, 245.））基底已被研究，但它们大都是无序排布的，这对于系统的研究其表面增强拉曼散射效应有一定限制；本章中，我们利用六亚甲基二异氰酸酯作为桥联剂成功的将α-Fe₂O₃纳米粒子固定在玻璃基片表面上，并形成有序排布的单层或亚单层α-Fe₂O₃薄膜。

发明内容

    本发明目的在于设计并提供一种半导体α-Fe₂O₃薄膜型表面增强拉曼散射基底的制备方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种半导体α-Fe₂O₃薄膜型表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

1）玻璃基片的表面功能化；

2）α-Fe₂O₃纳米粒子的制备；

3）组装α-Fe₂O₃ 纳米粒子有序薄膜。

在步骤1）中，所述玻璃基片的表面功能化方法如下：将事先清洗干净的玻璃基片浸入六亚甲基二异氰酸酯（HDI）的无水甲苯溶液中，HDI与无水甲苯的体积比为1:10，氮气保护，加热至60℃反应24 小时；然后，取出用无水甲苯冲洗除去基片表面吸附多余的HDI，保存于无水甲苯中备用。

所述的清洗指用H₂O₂/H₂SO₄混合液、去离子水先后清洗玻璃基片，H₂O₂与H₂SO₄体积比为1：4。

所述的玻璃基片为玻璃片、石英玻璃片或ITO导电玻璃片。