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铜—硅纳米线阵列(Cu-SiNWs)的制备及其SERS基底性能的研究

李瑞瑞  
【摘要】:拉曼光谱技术可以用于检测分析物质的分子结构以及组成信息,该技术具有灵敏度高、对样品无损害的特点,在生物信息、化学、环境等各大领域有着广泛的应用。随着科学技术的发展,表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)技术得以迅速发展,由此扩宽了拉曼光谱的应用范围。SERS技术具有检测限度低、无损、高效和可重复等优点,在过去的几十年里获得了广泛的关注。它在分析化学、生物医学、环境保护及痕量检测方面都发挥了重要的作用。所以,研究性价比更高、制作工艺更简单的SERS基底成为SERS技术发展的迫切需要。本文针对铜硅纳米线阵列的制备及其SERS基底性能进行研究。主要内容如下:首先,对表面增强拉曼光谱技术进行了阐述,并对其增强机理进行解释。拉曼增强的关键技术是活性基底的制备,因此,本文研究设计了新的活性基底,探索其增强机理以便制备工艺简单、性价比更高的SERS基底。其次,本文使用化学刻蚀法对硅纳米线进行制备,研究纳米线生长情况与刻蚀时间的关系;同时分析了硅纳米线形貌的影响因素。最后,以硅纳米线为模板设计了一种新型的活性基底(Cu-SiNWs,铜硅纳米线阵列)。硅纳米线是一种半导体纳米材料,本身就具有一定的拉曼增强效果,在纳米线结构上修饰以铜纳米颗粒,利用探针分子(R6G)来检测其增强效果。并对纳米线长度、铜纳米颗粒大小对SERS性能的影响进行探究。该活性基底具有制备简单、增强活性好并且具有一定稳定性的特点,作为一种新型活性基底,为SERS效应的深入研究提供了实验手段与结果。


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