[发明专利]表面拉曼增强微结构衬底及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面拉曼增强微结构衬底及其制备方法，属于材料微结构及其制备技术领域。

背景技术

表面拉曼增强光谱是利用吸附在粗糙化金属表面的化合物使被测定物的拉曼散射产生极大的增强效应。因此在微纳光学、生物、传感、信息、环境等领域具有重要的应用。在石英微针（中国专利ZL200710134575.2）的表面制备纳米金属颗粒层，形成新型的拉曼增强微结构，使得激发光在石英微针阵列中被多重反射和折射，可更有效地激发金属表面等离激元获得增强的拉曼信号，具有重要的科研和应用价值。目前的拉曼增强衬底多为平面衬底，光的利用效率受到局限。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于表面拉曼增强的微结构衬底，使该微结构材料可以在微纳光学、生物、传感、信息、环境等领域获得广泛应用。本发明的另一目的是提供该微结构材料的制备方法。

本发明所述的表面拉曼增强微结构衬底，由石英微针阵列和位于微针表面的金属纳米颗粒组成；微针底面直径500nm-200μm，金属纳米颗粒直径10nm到1μm。

所述金属纳米颗粒可以是无序排列，也可以是周期排列。

本发明所述的表面拉曼增强微结构衬底的制备方法，包括以下步骤：

（1）根据专利ZL200710134575.2制备石英微针阵列；

（2）在石英微针阵列尖端表面通过化学镀，或电镀，或溅射，或涂覆，或以上方法任意组合包覆一层直径10nm～1μm的金、银、铂、铁，或其合金的纳米颗粒薄膜。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）可获得新型的表面拉曼增强微结构衬底。（2）成本低廉，无需大型仪器，工艺简单可靠。

具体实施方式

实施例1：利用直径500nm的石英纤维制备石英微针阵列，然后在其尖端表面溅射包覆一层10nm直径的金纳米颗粒，即得500nm石英微针基础上的金表面拉曼增强微结构衬底。

实施例2：利用直径200μm的石英纤维制备石英微针阵列，然后在其尖端表面涂覆包覆一层1μm直径的银纳米颗粒，即得200μm石英微针基础上的银表面拉曼增强微结构衬底。

实施例3：利用直径2μm的石英纤维制备石英微针阵列，然后在其尖端表面化学镀包覆一层20nm直径的铂纳米颗粒，即得2μm石英微针基础上的铂表面拉曼增强微结构衬底。 

实施例4：利用直径30μm的石英纤维制备石英微针阵列，然后在其尖端表面电镀包覆一层100nm直径的铁纳米颗粒，即得30μm石英微针基础上的铁表面拉曼增强微结构衬底。

实施例5：利用直径100μm的石英纤维制备石英微针阵列，然后在其尖端表面溅射包覆一层30nm直径的金银合金纳米颗粒，即得100μm石英微针基础上的金银合金表面拉曼增强微结构衬底。