[发明专利]银纳米柱-银纳米管复合结构阵列及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种银纳米柱-银纳米管复合结构阵列的制备方法，其特征在于，该银纳米柱-银纳米管复合结构阵列由位于银纳米膜上的多个银纳米柱-银纳米管复合结构单元组成，所述银纳米柱-银纳米管复合结构单元由银纳米圆柱体和银纳米管组成，所述银纳米管同轴套设在银纳米圆柱体外且内壁与银纳米圆柱体相间隔，所述银纳米圆柱体、银纳米管的轴向均与银纳米膜所在的面垂直；

所述银纳米膜的厚度为100-300nm，由从上到下依次贴覆的第一层银纳米膜和第二层银纳米膜组成；

所述银纳米圆柱体的直径为40-370nm，高度为20-200nm且小于或等于银纳米管的高度；

所述银纳米管为外表面光滑、内壁粗糙的管状体，管体的内壁由粒径为5-50nm的颗粒状突起组成，管体的高度为100-300nm、外直径为100-400nm，管壁的厚度为10-50nm，所述银纳米圆柱体与银纳米管内壁之间的间隙为2-100nm；

所述银纳米管的管体与银纳米膜连接处同轴套设连接有银纳米环，所述银纳米环的外环为边数4-6的多边形；

其制备方法包括如下步骤：

S1、选取厚度为3-5μm、沿厚度方向设置有直径为100-400nm通孔的氧化铝作为模板，在氧化铝模板上，通孔的至少一端向下凹陷形成以通孔为中心的外环边数为4-6的多边形凹槽，在氧化铝模板的上表面和通孔内溅射银，得到上表面覆有第一层银纳米膜、通孔内覆有银纳米管的氧化铝模板；

S2、在步骤S1制得的氧化铝模板上表面和通孔内沉积氧化铝薄膜，得到上表面从下到上依次覆有第一层银纳米膜和氧化铝薄膜，通孔内壁依次覆有银纳米管和氧化铝薄膜的氧化铝模板；

S3、在步骤S2制得的氧化铝模板上表面溅射银，得到上表面从下到上依次覆有第一层银纳米膜、氧化铝薄膜和第二层银纳米膜，通孔内壁依次覆有银纳米管和氧化铝薄膜的氧化铝模板，该氧化铝模板中第二层银纳米膜将通孔的上端出口封闭；

S4、将步骤S3制得的氧化铝模板置于银电解液中，以第二层银纳米膜为负极，矩形石墨片为正极，在氧化铝模板的通孔孔道内电沉积银，制得银纳米圆柱体；

S5、将步骤S4制得的带有银纳米圆柱体的氧化铝模板置于碱溶液中溶解去除氧化铝模板和氧化铝薄膜，产物清洗后用氮气或惰性气体吹干，即制得银纳米柱-银纳米管复合结构阵列。

2.根据权利要求1所述的银纳米柱-银纳米管复合结构阵列的制备方法，其特征在于，所述银纳米环的外环为边长为100-400nm的近似正六边形，相邻银纳米柱-银纳米管复合结构单元上银纳米环之间的间隙宽度为10-50nm。

3.根据权利要求1所述的银纳米柱-银纳米管复合结构阵列的制备方法，其特征在于，所述溅射银的方法为磁控溅射法，所述沉积氧化铝薄膜的方法为原子层沉积法。

4.根据权利要求1所述的银纳米柱-银纳米管复合结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述银电解液为含有硝酸银、乙二胺四乙酸、亚硫酸钠和磷酸氢二钾的水溶液，其中硝酸银的浓度为2-10g/L、乙二胺四乙酸的浓度为1-10g/L、亚硫酸钠的浓度为5-30g/L，磷酸氢二钾的浓度为5-20g/L。

5.根据权利要求1所述的银纳米柱-银纳米管复合结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种。

6.根据权利要求1所述的银纳米柱-银纳米管复合结构阵列的制备方法，其特征在于，步骤S5中的产物在清洗之前置于功率为20-40W的超声仪中超声处理5-20秒。

7.一种权利要求1-6任意一项所述制备方法制得的银纳米柱-银纳米管复合结构阵列作为表面增强拉曼散射的活性基底的用途，其特征在于，使用激光拉曼光谱仪测量其上附着的罗丹明6G的含量，所述激光拉曼光谱仪的激发光的波长为532nm、功率为0.1-2mW、积分时间为1-30s。