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基于表面增强拉曼光谱技术的基底设计与测试

梁永峰  
【摘要】:目前制备高增强能力、质量一致和规则有序的SERS活性基底已成为制约SERS发展及应用的瓶颈,研究一种质量可控、规则有序、可操作性强,可以实现大批量生产的制作工艺,已经迫在眉睫,解决SERS基底普遍存在的不稳定性和均匀性差的问题,为研究SERS增强机理提供一个理论基础。 本文主要从两个方面系统研究了SERS活性基底的制备及其测试方法,一方面是如何制备规则有序AAO模板,解决工艺可控的孔大小、孔深及孔间距的问题,实现AAO氧化铝模板中溅射工艺与基底分离工艺相结合的技术研究。另一方面是基于表面增强拉曼散射测试方法的研究。在研究了不同的测试方法和溶液的浓度对SERS增强的影响,寻求一种能够发挥SERS最大增强,能实际反应SERS活性基底增强能力的最佳测试方法,从而为SERS增强机理研究提供一定的理论基础。最后我们得出基底的结构形状及测试方法对SERS基底的增强能力存在着很大的影响。 其主要研究成果如下: 1.利用两步阳极氧化的方法,制备出孔径均一、排列有序、孔密度高的AAO模板,并研究了影响AAO模板表面质量的因素,最后得出表面预处理及电解质液的PH值对模板质量有影响。 2.利用AAO模板和溅射工艺的结合,通过粘附硅基底后去除模板的方法,获得规则、有序、质量可控的SERS活性基底,其基底呈现紧密堆积规则有序的六方排列的表面结构,其特点是制备工艺简单、排列有序,结构可控、表面质量一致,具有较强的增强能力。 3.首次系统分析了增强因子与样品浓度的关系。测试分析得出:选择合适的样品、浓度以及合适波长的激光光源,对测试基底的增强能力存在很大的影响,这将为以后研究SERS基底测试具有一定的指导作用。


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