[发明专利]一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法

说明书

本发明涉及一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法，包括初始准备、二氧化硅微球悬浮液的制备、表面阵列有序化单层二氧化硅表面活化基体制备、表面增强拉曼活性基底制备、拉曼基底检测等五个步骤，通过有机化学工艺进行二氧化硅微球的活化和表面氨基化，再通过简单自组装法制备阵列有序化二氧化硅单层表面活化基体，然后再溅身纳米金膜壳而最终获得。本发明经济性好、标准化程度高、工艺路线相对较差、适于工业化生产，表面拉曼增强、放大能力和识别能力强、可靠性高、稳定性好。

技术领域

本发明涉及理化检测领域，尤其涉及一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法。

背景技术

基于局域表面等离激元共振的表面增强拉曼活性基底的制备一直采用复杂的方法，如电子束蚀刻、离子束蚀刻或者模板蚀刻等制备，蚀刻技术制备的基底具有可重复性高、拉曼增强效果显著，但制备成本很高、仪器操作复杂、制备时间过长。而离散的局域等离激元结构虽然也能提供强的拉曼增强，但重复性有待加强。贵金属-介质分级结构由贵金属膜、介质层以及贵金属纳米结构组成，可显示优越的拉曼增强效应，但由于贵金属材料的大量使用，导致成本过高。

而结合自组装法和其它技术，可以制备等离激元-光子复合结构，能够结余成本，但早期的贵金属覆盖介质球阵列的拉曼信号有待增强。近年来，有人提出在介质球阵列吸附纳米贵金属颗粒或者自组装贵金属纳米颗粒的方法(跟金属薄膜相比只能增强3个数量级)、或在贵金属覆盖介质球阵列的基础上再在该结构上自组装贵金属纳米颗粒等方法，使得拉曼信号的强度与贵金属薄膜相比，得到了很大程度的完善，但上述结构仍存在成本高、制备过程繁杂、增强效果有待加强等不足之处。

市场上亟需一种将等离激元结构和光子结构结合的低成本的、标准化程度高的、适于工业化生产的表面拉曼增强型拉曼基体，用于材料表面结构的常规检测或基础研究。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种低成本、标准化程度高、适于工业化生产、表面拉曼增强、放大能力和识别能力强、可靠性高、稳定性好的经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法，包括以下步骤：

1)初始准备

①原材料准备：准备正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、若干硅片、磁控溅射用金靶材料、十六烷基三甲基溴化铵；

②工装及辅材准备：准备若干玻璃容器、磁力搅拌子、搅拌设备、去离子水、厚度0.999mm-1.001mm的憎水垫；

③生产用设备准备：准备超声发生设备、磁控溅射设备、烘箱；

④检测用设备准备：罗丹明溶液、拉曼信号激光检测仪；

2)二氧化硅微球悬浮液的制备

①将正硅酸乙酯与无水乙醇按1∶3.5-5的体积比混合，搅拌均匀，然后将该混合液装在第一玻璃容器中；

②将氨水与无水乙醇按1∶4-5.5的体积比混合，搅拌均匀，然后将该混合液装在第二玻璃容器中；

③将第一玻璃容器中的混合液以0.5滴/秒-1.5滴/秒的滴速均匀滴入第二玻璃容器，同时启动搅拌设备，保持第二玻璃容器内液体保持500r/min-800r/min的搅拌速度，滴加过程完结后再持续搅拌1.5h-2h，获得待用混合液；

④以0.5滴/秒-1.5滴/秒的滴速在步骤③获得的待用混合液内均匀滴入体积为总溶液体积70％-75％的正硅酸乙酯，保持第二玻璃容器内液体保持500r/min-800r/min的搅拌速度，滴加过程完结后再持续搅拌1.5h-2h，获得预制混合液；

⑤将步骤④获得的预制混合液进行反复离心分离并过筛，至筛出直径范围为400nm-420nm的二氧化硅微球；