[发明专利]一种基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片，其特征在于，包括金属基板，该金属基板上分布有规则排布的微米尺度凸起结构，所述凸起结构表面均匀分布有纳米尺度的凹陷结构，所述凹陷结构中分布有银纳米颗粒，金膜覆盖于所述凸起结构、凹陷结构和银纳米颗粒上。

2.如权利要求1所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片，其特征在于，所述金属基板的材质包括金、银、铜、铂中的一种。

3.如权利要求1所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片，其特征在于，所述凸起结构呈阵列式分布在金属基板的表面，优选地，包括六边形阵列、矩形阵列、圆形阵列中的至少一种。

4.如权利要求1所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片，其特征在于，所述凸起结构包括金字塔结构、倒V型结构、圆锥形结构、圆台形结构、棱柱结构、棱台结构中的一种。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片，其特征在于，所述凸起结构的底部边长或直径为1μm～1000μm，高度为0.2μm～1000μm，相邻凸起结构之间的中心距为1μm～2000μm；

或者，所述纳米凹坑结构的直径为1nm～500nm，深度为1nm～800nm，相邻纳米凹坑结构之间的中心距为5nm～1000nm。

6.如权利要求1-4任一项所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片，其特征在于，所述银纳米银颗粒直径为0.5nm～400nm，均匀分布在所述凹陷结构中；或者，所述金膜厚度为2nm～100nm。

7.权利要求1-6任一项所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过金属热辊压工艺在金属基板表面加工微米尺度的凸起结构，然后采用湿法刻蚀工艺在所述凸起结构表面加工纳米尺度的凹陷结构，从而获得有序排列的微纳米复合结构，形成微纳米复合结构；

(2)然后将带有微纳米复合结构的金属基板置于含银离子的溶液中，通过氧化还原置换出银纳米颗粒，使所述凹陷结构中分布有银纳米颗粒；

(3)通过溅射工艺在所述微纳米复合结构和纳米颗粒表面沉积金膜，即得。

8.如权利要求7所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属热辊压工艺中，辊压温度为80～100℃，速度为50～1000r/min；

或者，步骤(1)中，采用硝酸进行所述湿法刻蚀工艺，优选地，所述硝酸的质量浓度为10％～70％，刻蚀时间30～400s。

9.如权利要求7或8所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含银离子的溶液为柠檬酸钠和硝酸银溶液，氧化还原置反应温度为100～120℃，时间为30～60min；

或者，步骤(3)中，所述金膜的沉积采用离子溅射工艺，其真空度为0.5×10^-5～3.5×10^-5Pa，沉积速率为5～20nm/min，时间为0.2～5min。

10.权利要求1-6任一项所述的基于微纳米复合结构和纳米颗粒的拉曼检测芯片在生物检测、医疗领域中的应用。