[發明專利]一種SERS基底材料及其熱點激發方法與表征

有效

• 申請號: 201410502575.3
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104297224B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 何璇;王慧;張祺
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B81C1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 伍孝慈

1.一種SERS基底材料，其特征在于：所述基底材料由硅片、附著于所述硅片上的Zn晶體層與附著于所述Zn晶體層上直立生長且單一取向的ZnO-Ag復合層組成，所述ZnO-Ag復合層由直立生長的ZnO納米棒狀陣列沉積球狀Ag納米顆粒形成；其制備方法為：

1)硅片準備：將硅片切割成條后使用丙酮、酒精、去離子水逐一超聲清洗后晾干，豎直放置于密閉容器中備用；

2)Zn晶體層的制備：將磁控濺射儀腔室抽真空至腔室壓力為1×10^-1～1×10^-4毫米汞柱，以純度為99.99％的金屬鋅為靶材對完成步驟1)后放入磁控濺射儀腔室中的硅片進行蒸鍍，蒸鍍時間不小于2min，即為鍍鋅硅片；

3)ZnO納米棒狀陣列的制備：將硝酸鋅與六次甲基四胺按摩爾比1：1配制成混合液并攪拌1小時，保證兩者混合均勻后，將完成步驟2)的所述鍍鋅硅片表面完全浸入至混合液中，對所述混合液于90～100℃下進行水浴恒溫加熱至少2小時，加熱結束后將鍍鋅硅片取出，用去離子水清洗2至3次后烘干，即為Zn-ZnO硅片；

4)ZnO-Ag復合層的制備：將完成步驟3)的Zn-ZnO硅片放入磁控濺射儀中，將磁控濺射儀腔室抽真空至1×10^-3～1×10^-6毫米汞柱，以純度為99.99％的金屬銀為靶材，對所述反應物進行蒸鍍，蒸鍍時間不少于5min，即在Zn-ZnO硅片表面得到ZnO-Ag復合層。

2.權利要求1所述的SERS基底材料的“熱點”激發方法，其特征在于：所述方法由根據權利要求1所述的SERS基底材料或其與拉曼光譜探針復合后的復合基底材料經過增敏作用而完成，所述增敏作用指SERS基底材料或與拉曼光譜探針復合后的復合基底材料在滴加溶劑或所述溶劑添加有炸藥分子的溶液后表面與所述溶劑或所述溶液產生毛細效應、并隨著所述溶劑或所述溶液的揮發毛細效應的增強而出現的表面聚攏，所述溶劑為與SERS基底材料或與拉曼光譜探針復合后的復合基底材料表面浸潤良好且易于揮發的溶劑。

3.根據權利要求2所述的“熱點”激發方法，其特征在于：包括以下步驟：將少量所述溶劑滴落到根據權利要求1所制得的SERS基底材料表面上，并讓其自由揮發，在溶劑揮發的過程中SERS基底材料表面上沉積有Ag納米顆粒的ZnO納米棒狀陣列聚攏形成納米微尺度的拉曼增強效應激發“熱點”。

4.根據權利要求2所述的“熱點”激發方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將根據權利要求1所制得的SERS基底材料浸入到拉曼光譜探針4-ATP修飾溶液中，浸泡4～12小時后取出，即為復合基底材料；

2)將少量所述溶劑滴落到完成步驟1)的復合基底材料表面上，并讓其自由揮發，在溶劑揮發的過程中復合基底材料表面上沉積有Ag納米顆粒的ZnO納米棒狀陣列聚攏形成納米微尺度的拉曼增強效應激發“熱點”。

5.根據權利要求2所述的“熱點”激發方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將根據權利要求1所制得的SERS基底材料浸入到拉曼光譜探針4-ATP修飾溶液中，浸泡4～12小時后取出，即為復合基底材料；

2)取少量TNT炸藥溶于所述溶劑中，使溶液中TNT炸藥的濃度為1×10^-5M至1×10^-13M，將添加有所述TNT炸藥分子的溶液取少量滴落到完成步驟1)的復合基底材料表面上，并讓其自由揮發，在溶液揮發的過程中復合基底材料表面上沉積有Ag納米顆粒的ZnO納米棒狀陣列聚攏形成納米微尺度的拉曼增強效應激發“熱點”。

6.根據權利要求2～5中任一項所述的“熱點”激發方法，其特征在于：所述溶劑為選自乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯中的一種或多種。