[實(shí)用新型]金屬-電介質(zhì)-金屬超表面SERS基底

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202220139633.0
• 申請(qǐng)日: 2022-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN217133408U
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志斌;秦夢(mèng)澤;陳趙懿;薛明晰;王正軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍32181部隊(duì)
• 主分類號(hào): G02B5/00
• 分類號(hào): G02B5/00;G01N21/65
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

本實(shí)用新型涉及一種金屬?電介質(zhì)?金屬超表面SERS基底。本實(shí)用新型SERS基底包括第一SiO2基層，在第一SiO2基層表面設(shè)置有貴金屬層，在貴金屬層表面設(shè)置有第二SiO2基層，在第二SiO2基層靠近貴金屬層一側(cè)的表面上設(shè)有凹槽，在凹槽的底面設(shè)置有若干貴金屬線。本實(shí)用新型金屬?電介質(zhì)?金屬超表面SERS基底的使用，使得在SERS檢測(cè)中無(wú)需待測(cè)分子精確吸附在基底表面的熱點(diǎn)區(qū)域，避免了待測(cè)分子對(duì)基底表面的“污染”，實(shí)現(xiàn)了可連續(xù)SERS檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種表面增強(qiáng)拉曼檢測(cè)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種金屬-電介質(zhì)-金屬超表面SERS基底。

背景技術(shù)

表面增強(qiáng)拉曼散射（SurfaceEnhancedRamanScattering，SERS）檢測(cè)技術(shù)由于其高靈敏度、高精度、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于食品安全、生物制藥、醫(yī)療檢查、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的痕量檢測(cè)中。當(dāng)前SERS檢測(cè)中所用的增強(qiáng)基底主要主要有兩種：?jiǎn)我唤饘偌{米顆粒溶膠，包括金納米顆粒溶膠和銀納米顆粒溶膠；納米三維陣列結(jié)構(gòu)，包括球狀納米陣列結(jié)構(gòu)、柱狀納米陣列結(jié)構(gòu)、錐狀納米陣列結(jié)構(gòu)等。貴金屬納米顆粒溶膠具有成本低、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是貴金屬納米顆粒溶膠熱點(diǎn)區(qū)域的數(shù)量在單位體積內(nèi)有限且熱點(diǎn)區(qū)域范圍較小的缺點(diǎn)。利用等離子體刻蝕和傳統(tǒng)光刻加工技術(shù)制備的納米三維陣列結(jié)構(gòu)具有很好的結(jié)構(gòu)周期性和SERS信號(hào)重現(xiàn)性，但是加工成本高昂，加工時(shí)間長(zhǎng)。這兩種SERS基底由于增強(qiáng)電場(chǎng)局限于其表面附近很小的區(qū)域，都需要待測(cè)分子精確吸附在其表面形成的熱點(diǎn)區(qū)域，導(dǎo)致基底的“污染”，無(wú)法實(shí)現(xiàn)可連續(xù)SERS檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種金屬-電介質(zhì)-金屬超表面SERS基底，以解決當(dāng)前SERS基底熱點(diǎn)區(qū)域范圍過(guò)小且局限于表面附近，待測(cè)分子需要精確吸附從而產(chǎn)生“污染”的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種金屬-電介質(zhì)-金屬超表面SERS基底，包括第一SiO2基層，在所述第一SiO2基層表面設(shè)置有貴金屬層，在所述貴金屬層表面設(shè)置有第二SiO2基層，在所述第二SiO2基層靠近所述貴金屬層一側(cè)的表面上設(shè)有凹槽，在所述凹槽的底面設(shè)置有若干貴金屬線。

在本實(shí)用新型的SERS基底中，所述凹槽的橫截面為矩形，所述凹槽底面平行于所述貴金屬層。

在本實(shí)用新型的SERS基底中，所述貴金屬線相互平行且長(zhǎng)度方向和所述凹槽的長(zhǎng)度方向一致，所述貴金屬線等距分布。

在本實(shí)用新型的SERS基底中，所述貴金屬線的橫截面為矩形。

在本實(shí)用新型的SERS基底中，所述貴金屬層是通過(guò)蒸鍍方法將金或銀等貴金屬均勻、致密的附著在第一SiO2基層表面形成的。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種金屬-電介質(zhì)-金屬超表面SERS基底的加工方法，包括以下步驟。

a.準(zhǔn)備表面平整的第一SiO2基層，對(duì)其表面進(jìn)行清洗并烘干。

b.通過(guò)蒸鍍方法將貴金屬均勻、致密的附著在預(yù)處理后的第一SiO2基層表面，形成連續(xù)的貴金屬層。

c.準(zhǔn)備表面平整的第二SiO2基層，對(duì)其表面進(jìn)行清洗并烘干。

d.在所述第二SiO2基層表面涂布一層光刻膠，通過(guò)烘烤得到固化的光刻膠薄膜。

e.通過(guò)紫外線曝光的方式將凹槽圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠薄膜上，然后利用反應(yīng)離子刻蝕在所述第二SiO2基層表面刻蝕得到凹槽。

f.通過(guò)蒸鍍方法將貴金屬均勻、致密的附著在所述凹槽的底面，形成連續(xù)的槽底金屬層。

g.對(duì)所述第二SiO2基層進(jìn)行除膠處理，然后重新在槽底金屬層表面涂布一層電子束光刻膠，烘烤后得到固化的光刻膠薄膜。

h.對(duì)所述第二SiO2基層上凹槽的底面進(jìn)行電子束光刻和干法刻蝕，得到貴金屬線。