[发明专利]一种基于一维纳米材料的探测方法

说明书

本发明提供了一种基于一维纳米材料的探测方法，用于探测微纳结构中等离基元的局域电场强度，涉及纳米光学技术领域，其中，探测方法包括：制备微纳结构和一维纳米材料，并使微纳结构和一维纳米材料进行复合；采集微纳结构中一维纳米材料的不同偏振方向的表面增强拉曼光谱，以得到一维纳米材料特征峰的表面增强拉曼光谱强度的偏振依赖关系；根据偏振依赖关系且根据一维纳米材料与微纳结构的位置关系得到局域拉曼增强因子，以得到局域等离基元电场强度。本发明解决了现有技术中的探测局域电场密度的分辨率比较低的问题。

技术领域

本发明涉及纳米光学技术领域，特别涉及一种基于一维纳米材料的探测方法。

背景技术

局域表面等离基元最重要的一个特点就是它能把光束缚在一个很小的空间的同时产生很大的电磁场增强效应，利用其局域效应，光与物质的相互作用也可以极大地增强，因此探测金属微纳结构中局域的电场强度对于研究局域表面等离基元具有重要的意义，研究人员通常采用理论模拟的方法来计算出金属微纳结构中局域的电场强度，尽管理论计算结构能与实验结果较好地符合，但还是不能把所有的因素都考虑周全，实现对具体金属微纳结构中局域电场强度的准确表征。

局域表面等离基元共振最为典型的应用就是表面增强拉曼光谱。拉曼光谱仪中激光光斑的尺寸通常在微米量级，而局域表面等离基元可以将光场局域在几个纳米乃至更小的尺度，这使得高分辨探测局域电场密度变得比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于一维纳米材料的探测方法，以解决现有技术中的探测局域电场密度的分辨率比较低的问题。

特别地，本发明提供一种基于一维纳米材料的探测方法，用于探测微纳结构中等离基元的局域电场强度，其中，所述探测方法包括：

制备微纳结构和一维纳米材料，并使所述微纳结构和所述一维纳米材料进行复合；

采集所述微纳结构中一维纳米材料的不同偏振方向的表面增强拉曼光谱，以得到所述一维纳米材料特征峰的表面增强拉曼光谱强度的偏振依赖关系；

根据所述偏振依赖关系且根据所述一维纳米材料与所述微纳结构的位置关系得到局域拉曼增强因子，以得到局域等离基元电场强度。

进一步地，制备微纳结构和一维纳米材料，并使所述微纳结构和所述一维纳米材料进行复合的操作，包括：

在衬底上制备所述一维纳米材料，以对所述一维纳米材料进行形貌表征和拉曼光谱表征；

在所述一维纳米材料上制备所述微纳结构，以使所述微纳结构与所述一维纳米材料按一定位置关系放置。

进一步地，制备微纳结构和一维纳米材料，并使所述微纳结构和所述一维纳米材料进行复合的操作，包括：

制备所述微纳结构；

制备所述一维纳米材料；

将所述一维纳米材料转移至所述微纳结构上，以使所述微纳结构与所述一维纳米材料按一定位置关系放置。

进一步地，所述一维纳米材料为超长的单壁碳纳米管，其具有长径，且其直径为0.5-3nm。

进一步地，所述一维纳米材料的拉曼特征峰与所述微纳结构复合部分的拉曼散射偏振度η＝(I₁-I₂)/(I₁+I₂)，其中，I₁和I₂分别为平行于所述一维纳米材料轴向的本征拉曼特征峰强度和垂直于所述一维纳米材料轴向的本征拉曼特征峰强度。

进一步地，所述一维纳米材料配置成具有各向异性的拉曼散射性质；其中，所述各向异性为沿平行于所述一维纳米材料轴向的本征拉曼散射性质不同于垂直于所述一维纳米材料轴向的本征拉曼散射性质。其中，所述一维纳米材料具有高的各向异性比。