幾種表面增強拉曼基底的研究.pdf

1、表面增強拉曼(SERS)技術(shù)具有極高的靈敏度，對某些分子的檢測靈敏度比普通拉曼光譜高102～1014倍，能檢測吸附在金屬表面的單分子層和亞單分子層的分子，并提供豐富的分子結(jié)構(gòu)信息。因此，SERS作為一種有發(fā)展?jié)摿Φ墓庾V分析技術(shù)，在化學、物理、生物、醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測、公共安全等各個方面都有了一定的應(yīng)用。眾所周知，活性基底的制備是獲得較好SERS信號的關(guān)鍵。特別是制備具有增強能力強、穩(wěn)定性和重復性好、易于制備和存儲、使用方便等特點的SERS活

2、性基底更是一個難題。因此研究SERS活性基底具有重要的意義。本文利用簡單的水熱方法合成了貴金屬樹枝晶與四氧化三鐵納米顆粒；用刻蝕方法制備了硅納米線，并對合成的材料進行了表征。然后通過在材料表面或者側(cè)面沉積不同厚度的金層構(gòu)成拉曼活性基底，并進一步研究了樹枝晶、納米顆粒、納米陣列三種基底的SERS活性，其具體內(nèi)容為：
　　 (1)貴金屬樹枝晶在表面增強拉曼方面的研究，其中包括三種不同生長方向的銀樹枝晶的表面增強拉曼和金樹枝晶的表面增

3、強拉曼。首先我們通過簡單的水熱方法合成了[110]生長方向的銀樹枝晶，并通過在合成過程中添加聚乙烯吡咯烷酮及調(diào)節(jié)它的含量制備了[111]和[100]生長方向的銀樹枝晶。利用SEM和SAED對三種不同生長方向的銀樹枝晶進行了表征，并研究了它們的表面增強拉曼效果及生長方向?qū)Ρ砻嬖鰪娎挠绊憽嶒灲Y(jié)果顯示：(1)銀樹枝晶的形貌與拉曼的mapping圖片具有對應(yīng)關(guān)系。(2)對于每種銀樹枝晶，中心軸的增強效果最好。(3)[100]生長方向的銀樹

4、枝晶和[111]方向、[110]方向的相比具有最好的表面增強拉曼效果。(4)[100]生長方向的銀樹枝晶對z值的改變幾乎不敏感，而[111]生長方向的銀樹枝晶，當z值變化時，拉曼強度變化很大。其次利用同樣的方法制備了金樹枝晶并研究了它的表面增強拉曼效果。結(jié)果顯示當濃度低至10-8M時仍然具有拉曼信號。
　　 (2)金沉積的硅納米線陣列應(yīng)用于表面增強拉曼。我們利用比較成熟的刻蝕方法制備了硅納米線，然后將長有硅納米線的硅片基底切割成

5、小塊。側(cè)面則構(gòu)成納米陣列，在納米陣列上沉積不同厚度的金層，然后在馬弗爐中400℃下煅燒30min。用R6G作為探針分子，研究金層的厚度對納米陣列基底的表面增強拉曼影響。實驗結(jié)果顯示，當沉積的厚度為8nm時達到最佳的拉曼增強效果。最終的檢測極限可達1×10-11M，增強因子可達2.3×109。
　　 (3)多孔Fe3O4納米顆粒組裝體的電化學性質(zhì)及沉積金薄膜后的表面增強拉曼的研究。我們運用水熱方法制備了多孔的Fe3O4納米顆粒，利