[發(fā)明專利]金納米空心圓臺陣列表面增強(qiáng)拉曼散射基底及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211621804.4
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115876747A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇港;肖敏;崔頌雅;吳心成;吳斌;付永啟;閆逸君;吳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 成都智言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51282
• 代理人: 蔣秀清

本發(fā)明公開了金納米空心圓臺陣列表面增強(qiáng)拉曼散射基底及檢測方法，解決了現(xiàn)有的金納米陣列表面增強(qiáng)拉曼散射基底缺少空心圓臺結(jié)構(gòu)，拉曼光譜檢測波長范圍較窄，檢測分辨率不高的技術(shù)問題。本發(fā)明包括基片和基片上的若干個(gè)金納米空心圓臺，所述金納米空心圓臺的高度為800?1200nm，頂部外直徑為120?180nm，底部外直徑為350?450nm，厚度為30?50nm，密度為1?3個(gè)/μm²，并公開了采用該金納米空心圓臺陣列進(jìn)行有機(jī)物的拉曼檢測分析。本發(fā)明對有機(jī)分析具有更高的檢測靈敏度，具有檢測更大波長范圍等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及金納米空心圓臺陣列表面增強(qiáng)拉曼散射基底及檢測方法。

背景技術(shù)

拉曼散射光譜使分子具有“指紋”，在分子傳感和生物領(lǐng)域引起了特別的研究興趣。

與傳統(tǒng)拉曼光譜相比，表面增強(qiáng)拉曼散射光譜(surface enhanced Ramanscattering，SERS)具有更高的探測靈敏度，因此在關(guān)于吸附在金屬表面的生物分子研究方面已迅速得到關(guān)注。SERS光譜可實(shí)現(xiàn)對微量分析物的檢測與分析，這是因其可在亞波長分子范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)很大的散射增強(qiáng)以獲得高質(zhì)量的SERS光譜。

SERS的增強(qiáng)機(jī)制部分可歸因于共振的表面等離激元所產(chǎn)生的巨大局域電磁場，該共振可由特定波長的光在不同形狀的金屬顆粒或者緊密排列的顆粒群上激發(fā)。相互作用的顆粒組成的聚集體，等離子共振可在非常寬的光譜波段被激發(fā)。除了電磁場增強(qiáng)之外，金屬納米結(jié)構(gòu)和分子可形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物,進(jìn)一步增強(qiáng)SERS。由此產(chǎn)生的整體增強(qiáng)的關(guān)鍵取決于顆粒或聚集的納米結(jié)構(gòu)的形貌。

基于目前的納米結(jié)構(gòu)形貌，表面增強(qiáng)拉曼散射光譜檢測在一定程度上提高了探測靈敏度，但是進(jìn)一步拓寬檢測波長范圍，提高檢測分辨率仍然是本領(lǐng)域長期面臨的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的金納米陣列表面增強(qiáng)拉曼散射基底缺少空心圓臺結(jié)構(gòu)，拉曼光譜檢測波長范圍較窄，檢測分辨率不高。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種金納米空心圓臺陣列結(jié)構(gòu)表面增強(qiáng)拉曼散射基底，包括基片和基片上的若干個(gè)金納米空心圓臺，所述金納米空心圓臺從頂部到底部尺寸逐漸增大，所述金納米空心圓臺的高度為800-1200nm，頂部外直徑為120-180nm，底部外直徑為350-450nm，厚度為30-50nm，密度為1-3個(gè)/μm²。

本發(fā)明開發(fā)了一種新的表面增強(qiáng)拉曼散射基底，它是由若干個(gè)金納米空心圓臺組成，同時(shí)具備圓柱，圓環(huán)，圓錐幾種結(jié)構(gòu)的形狀特征，并且呈上小下大的空心圓臺狀，其形貌均一，對光強(qiáng)具有很強(qiáng)的聚焦能力，可用于拉曼光譜檢測。

本發(fā)明優(yōu)選一種金納米空心圓臺陣列結(jié)構(gòu)表面增強(qiáng)拉曼散射基底，所述若干個(gè)金納米空心圓臺在基片上呈均勻分布且在同一平面上平行排列。

本發(fā)明優(yōu)選一種金納米空心圓臺陣列結(jié)構(gòu)表面增強(qiáng)拉曼散射基底，所述基片包括上部的金薄膜和所述金薄膜下的銅薄膜，所述若干個(gè)金納米空心圓臺均勻分布在金薄膜上，所述銅薄膜的厚度為10-20μm。

基于金納米空心圓臺陣列結(jié)構(gòu)的拉曼光譜檢測方法，包括如下步驟：

步驟1：制造金納米空心圓臺陣列結(jié)構(gòu)表面增強(qiáng)拉曼散射基底樣品；

步驟2：通過近場掃描光學(xué)顯微鏡分析樣品的光學(xué)特性；

步驟3：配制不同濃度的有機(jī)溶液，將不同濃度的有機(jī)溶液滴到步驟1制備的基底樣品上；

步驟4：用拉曼光譜儀測試基底樣品在不同濃度有機(jī)溶液下的光譜數(shù)據(jù)；

步驟5：分析步驟4得到的光譜數(shù)據(jù)，得到基底樣品對不同濃度有機(jī)溶液的檢測功能。