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硅表面图案化银微纳米结构的制备及其表面增强拉曼性质的研究

贾雪梅  
【摘要】:应用嵌段共聚物PS-P4VP胶束作为模板,通过化学刻蚀法在硅基表面实现了图案化并制备出沉积有银纳米粒子或银纳米簇的多孔硅纳米孔洞结构,实现了硅表面银微纳米结构的图案化,并以R6G为探针分子考察了此类基底的SERS效应。本论文的主要研究内容如下: 1.硅基表面图案化及图案化银微纳米结构的制备 用嵌段共聚物PS-P4VP胶束模板在硅表面制备出了图案化的多孔硅纳米孔洞(PSi-NH)结构。并通过化学沉积法在共聚物模板上制备了图案化的银微纳米结构,即沉积有银纳米粒子或银纳米簇的多孔硅纳米孔洞结构(AgNCs/PSi-NH),该方法可以将银纳米粒子/银纳米簇选择性沉积在PVP胶束核的位置,从而可以制备出排列有序的银微纳米结构。我们制备出的AgNCs/PSi-NH基底纳米粒子沉积位置可控,粒径范围较小,且易于制备,成本低,具有良好的重现性和稳定性,可广泛应用于表面分析或表面增强测量方面。 2.R6G分子在图案化银微纳米结构上的SERS效应的研究 使用罗丹明6G(R6G)作为探针分子,研究了不同反应时间的AgNCs/PSi-NH基底的SERS效应,实验结果发现反应15min的AgNCs/PSi-NH基底具有良好的SERS效应,其SERS增强因子可达103倍;研究了不同浓度的R6G分子在该基底上的SERS效应,实验证明该基底可以检测到1μmol/L R6G,并对R6G分子在基底上的吸附取向和吸附方式做出了合理解释;本论文还对比了AgNCs/PSi-NH基底与硅表面普通沉银基底(AgNCs/PSi)的SERS效应,证明该基底与连续银膜基底的SERS增强因子相当,均在103-104范围内,文章详细归属了每一个SERS峰位,并对SERS机理做出了一定的解释。


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