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基于几种纳米半导体基底的表面增强拉曼光谱研究

王蕴馨  
【摘要】: 表面增强拉曼光谱(SERS)能从分子水平上直接提供表面分子结构和动态过程等重要信息。但传统的SERS增强基底主要集中于贵金属、碱金属和过渡金属材料上。基底材料的匮乏限制了SERS的应用。本文主要研究了几种纳米半导体作为SERS基底的可能性,得到了一些创新结果,主要内容包括: 1.制备了Pb3O4纳米粒子,用4-巯基吡啶(4-Mpy)分子修饰半导体纳米粒子,得到了高质量的基于Pb3O4基底的SERS谱图。比较了半导体基底和金属基底SERS信号的异同,揭示了半导体纳米粒子作为SERS基底的独特性质。 2.利用简单的化学刻蚀得到了均匀有序的Zn/ZnO微纳米结构,我们由XPS和拉曼谱图分析及电化学刻蚀的锌箔可以证明,SERS的信号是来源于4-Mpy与ZnO的作用。通过传统方法的计算,增强因子达到104~105。 3.分别蒸镀了5、15、30 nm Ag岛膜在CuO薄膜上,由于半导体和金属纳米粒子的相互作用,相比于纯Ag基底,复合基底的增强能力有了很大的提高。揭示了纳米半导体复合物CuO/Ag作为表面增强拉曼基底的独特性质。 4.用一种简单的化学还原方法制备了银纳米粒子包覆的Cu2O纳米八面体,构筑了Cu2O/Ag复合体系,并研究了它的SERS活性。通过分析4-Mpy在Cu2O/Ag纳米复合物的拉曼光谱与纯银基底上的光谱的差异,发现SERS光谱主要来自4-Mpy-Cu的贡献,说明了4-Mpy与Cu2O基底是以Cu-S键结合进行化学吸附的。


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