[发明专利]一种高稳定性的非偏振依赖表面增强拉曼散射衬底、制备及应用

权利要求书

1.一种高稳定性的非偏振依赖表面增强拉曼散射衬底，其特征在于，衬底表面为金纳米粒子周期阵列排布，且任意每三个彼此相邻的金纳米粒子都能够组成一个等边三角形三聚体，从而形成纳米粒子等边三角形三聚体周期性阵列。

2.按照权利要求1的一种高稳定性的非偏振依赖表面增强拉曼散射衬底，其特征在于，金纳米粒子等边三角形三聚体周期性阵列的主体由金纳米粒子和氧化铝纳米坑组成。

3.制备权利要求1的一种高稳定性的非偏振依赖表面增强拉曼散射衬底的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：基底预处理

首先将光滑平整、表面无明显损伤的高纯铝片进行退火处理，再将退火后的高纯铝片浸入丙酮溶液中超声清洗，将清洗后干燥的高纯铝片浸入由高氯酸和乙醇混合而成的抛光液中在直流稳恒电压下对铝片表面进行电化学抛光；

步骤(2)：阳极氧化处理

将步骤(1)抛光后的铝片作为阳极，铂片作为阴极，至于草酸的蒸馏水溶液中，在直流稳恒电压下对高纯铝片表面进行阳极氧化；

步骤(3)：生成纳米坑等边三角形三聚体周期性阵列

将步骤(2)阳极氧化处理后的高纯铝片置于铬酸和磷酸混合而成的腐蚀溶液中以去除氧化层，去氧化层处理结束后，在铝片表面形成纳米坑等边三角形三聚体周期性阵列；

步骤(4)：镀金处理

通过磁控溅射，在步骤(3)纳米坑等边三角形三聚体周期性阵列表面沉积一层纳米级厚度的金膜；

步骤(5)生成金纳米粒子等边三角形三聚体周期性阵列

将步骤(4)带有金膜的纳米坑等边三角形三聚体周期性阵列进行退火处理，退火结束后，获得金纳米粒子等边三角形三聚体周期性阵列——即高稳定性的非偏振依赖表面增强拉曼散射衬底。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(1)选用的高纯铝片纯度不低于99.999％，且在此基础上纯度越高越好；高纯铝片厚度区间为0.1mm-0.5mm,以厚度为0.3mm的高纯铝片作为基底为最佳；退火的温度区间为℃300-500℃之间，以400℃进行退火为最佳；退火时间至少为6小时，通常采用12小时的退火处理；超声清洗时间至少为5分钟，且在此基础上时间越长越好；抛光时采用的直流稳恒电压区间为16V-20V，以18V的直流稳恒电压为最优；抛光时间为2-3分钟；高氯酸和乙醇的体积比区间为高氯酸：乙醇＝1:4至1:5，通常采用1:5的配比。

5.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(2)草酸蒸馏水溶液的摩尔浓度区间为0.35mol/L-0.45mol/L，以0.4mol/L的浓度为最优；阳极氧化电压区间为38V-42V，以40V的直流稳恒电压为最佳；阳极氧化时间至少为2小时，且在此基础上时间越长越好，通常采用6小时。

6.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(3)腐蚀液中，铬酸所占质量分数为1.8％，磷酸所占质量分数为6％；腐蚀时间应严格等于阳极氧化时间，通常为6小时。

7.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(4)金膜厚度区间为5nm-15nm，以10nm厚度为最优。

8.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤(5)的退火温度区间为300℃-500℃，以400℃的退火温度为最佳；退火时间至少为1小时，通常采用6小时。

9.权利要求1或2的一种高稳定性的非偏振依赖表面增强拉曼散射衬底的应用，其特征在于，在380nm-780nm波长的全部的可见光和780nm-850nm波长的近红外电磁波的激发下，金纳米粒子等边三角形三聚体周期性阵列能够提供全360°无激发电磁波电场偏振死角的表面增强拉曼散射信号。