[发明专利]锗基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锗基半导体的拉曼散射增强基底，其特征是：所述的基底是由分布在单晶硅基片表面垂直定向站立排列的表面修饰有Ge-H键的锗纳米管阵列构成；所述的基底中不含有贵金属银。

2.根据权利要求1所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底，其特征是：所述的锗纳米管阵列中的锗纳米管的直径为100nm～300nm，锗纳米管的长度为20μm～40μm。

3.根据权利要求1或2所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底，其特征是：所述的锗纳米管为顶端封闭的多晶结构。

4.一种根据权利要求1～3任意一项所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

1)将表面刻蚀有垂直定向站立排列的硅纳米线阵列的单晶硅基片放在管式炉下游离中部7～17cm的位置，将盛有锗粉的瓷舟放在管式炉的中部，且生成在所述的硅纳米线阵列顶端的絮状银枝杈已被除去；向管式炉中通入惰性气体作为载气，管式炉内的压强为50～500Pa；以升温速度为10～30℃/min，将管式炉由室温加热到温度为900～1100℃；在此温度下反应30～90分钟，然后自然冷却到室温，取出用蒸馏水冲洗，氮气吹干，得到生长在单晶硅基片上的锗纳米管阵列；

2)将步骤1)得到的锗纳米管阵列，浸泡于3％～5％体积浓度的氢氟酸中，除去锗纳米管表面的氧化层，在锗纳米管的表面修饰上Ge-H键，得到锗基半导体的拉曼散射增强基底。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的硅纳米线阵列顶端的絮状银枝杈已被除去的硅纳米线阵列中的硅纳米线的直径为80～120nm，硅纳米线的长度为20～40μm。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的向管式炉中通入惰性气体作为载气，其惰性气体的流量为10～100sccm。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的浸泡于3％～5％体积浓度的氢氟酸中的时间为5～10分钟。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的硅纳米线阵列顶端的絮状银枝杈已被除去，其除去絮状银枝杈的方法是将表面刻蚀有垂直定向站立排列的硅纳米线阵列的单晶硅基片浸泡于王水中60～90分钟。

9.一种根据权利要求1～3任意一项所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底的应用，其特征是：利用锗纳米管与罗丹明6G分子间的范德华力，通过物理修饰的方法，将目标分子罗丹明6G分子物理吸附到锗纳米管表面，利用锗纳米管与修饰上的目标分子罗丹明6G分子间的电荷转移过程实现增强目标分子罗丹明6G分子的拉曼散射信号的效果；所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底能够检测出溶液中浓度为10^-6mol/L的罗丹明6G分子。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征是：所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底能够检测出溶液中浓度为10^-6mol/L的罗丹明6G分子的检测方法是：将所述的锗基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，以无水乙醇作为溶剂配制浓度为10^-6mol/L的罗丹明6G溶液，将所述的基底浸泡在该浓度为10^-6mol/L的罗丹明6G溶液中，取出后依次用无水乙醇、去离子水冲洗后，再用氮气吹干后做拉曼检测。