[发明专利]一种表面增强拉曼活性基底及其制备方法

说明书

本发明涉及纳米材料、激光拉曼、生物传感及化学分析检测等领域，提供了一种表面增强拉曼活性基底及其制造方法。该表面增强拉曼活性基底由双层金膜纳米网状结构组成。制备方法包括初始准备、单层金属纳米网状结构制备、单层金属纳米网状结构剥离、表面增强拉曼活性基底制备等步骤；通过磁控溅射法在载体A上形成单层金属膜，再通过退火处理使之成为单层金属纳米网状结构，然后利用HF气相刻蚀法将单层金属纳米网状结构从载体A上剥离并转移到用同样方法制备覆盖有单层金属纳米网状结构的另一载体B上，最终获得表面增强拉曼活性基底。本发明摒弃了传统的化学合成技术，成本低、简单、易操作、重复性高、可大面积制备、稳定性强、拉曼信号增强显著。

技术领域

本发明设计光学及纳米材料领域，特别是涉及一种表面增强拉曼活性基底及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射现象从发现至今已有40多年历史。1927年，拉曼效应被发现；1974年，Fleischmann等率先发现粗糙银电极的表面增强拉曼散射效应；1977年，Duyne等和Albrecht等分别证实贵金属基底的纳米结构化特征是导致拉曼信号急剧增强的原因；1997年，Emory和Nie等研究组分别利用表面增强拉曼散射效应实现了单分子的检测。表面增强拉曼散射因具有超高的灵敏度、丰富的分子结构信息、良好的复用能力和快速的响应速度等许多优点，故而在反应动力学、艺术保护、医学诊断、生物传感与识别、痕量物质乃至单分子水平的分析检测等领域蕴藏着巨大的应用前景，已成为近年来的研究热点。

表面增强拉曼散射主要依赖于基底的结构特征，如组成、几何、大小和形状等。理论研究表明，由于局域表面等离激元的激发，在金属纳米颗粒的尖端、连接点或空隙中以及粗糙的金属表面会出现强的电磁场(即热点)，吸附在热点附近的分子的拉曼信号将得到8～10个数量级的增强。

多年以来，大都是利用脱合金技术制备纳米多孔金来表面增强拉曼散射，形成的多孔金基底中，孔越小表面拉曼散射信号越强，但是增强因子较低且均匀性太差大大的限制了纳米多孔金在表面增强拉曼散射上的广泛应用。利用电化学的氧化还原反应以及湿化学方法合成纳米溶胶颗粒的自组装等各种方法制备出表面增强拉曼活性基底大多是不均匀的材料，而且其热点分布大多局限在具有一维、二维分布模型。有限的热点数量和热点空间分布对于被测物的拉曼信号增强有限。而关于高密度三维热点分布的表面增强拉曼基底的研究报道较少，且大都是利用复杂的制备技术，如电子束刻蚀技术、聚焦离子束刻蚀等制备获得，成本高、制备过程繁杂。因此，设计和发展一种具有高密度三维热点分布的表面增强拉曼散射基底结构且制备方法简单、经济成本低显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面增强拉曼活性基底及其制备方法，解决现有技术制备的表面增强拉曼散射基底热点数量少、灵敏度低、制备工艺复杂、成本高且信号均一性差的问题。

本发明提供的一种表面增强拉曼活性基底，其特征在于：包括载体，以及设置在载体上的双层金属纳米网状结构。所述双层金属纳米网状结构由两层单层金属纳米网状结构组成。

优选的，所述的金属为金、银、铜、铂或钯等。所述的载体为玻璃片。

优选的，所述的单层金属纳米网状结构的网孔大小为20～100nm，厚度为10～40nm。

所述的表面增强拉曼活性基底的可用于检测溶液中的有机分子，如罗丹明R6G，浓度检测限可达到10^-13mol/L。所述的表面增强拉曼活性基底对于溶液中有机分子进行检测的方法是：将表面增强拉曼活性基底插入10^-7～10^-13mol/L的罗丹明R6G有机分子溶液中，浸泡24小时后取出晾干后再进行拉曼检测。

本发明提供的一种表面增强拉曼活性基底的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过磁控溅射仪，分别将金属材料溅射沉积在载体A和载体B上，分别得到覆盖有金属膜的载体A和载体B；