[发明专利]一种SERS基底及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米技术领域，尤其涉及一种SERS基底及其制备方法。

背景技术

拉曼散射光谱的检测技术是一种不需要对待检测样品进行标记的物质结构分析手段，具有非破坏性、无需接触等特点。随着激光技术和弱信号探测接收技术的发展，作为一种可实现物质结构分子水平检测的手段，拉曼散射光谱检测技术有望在生物检测、疾病诊断、食品安全检测、环境监测、化学分析等领域获得实际和广泛的应用。

表面增强拉曼散射(SERS)是指在激光作用下使用贵金属纳米结构来来增强局域电磁场强度，使得贵金属纳米结构表面附近所附着分子的拉曼散射光谱信号强度得到放大，从而实现对痕量分子的探测的一种技术。

目前，多采用基于纳米粗糙表面或纳米结构的SERS基底，以增强拉曼散射信号的强度。已报道的SERS基底的制备方法主要有溶胶颗粒法、金属电极的电化学湿法腐蚀技术、金属纳米小球蚀刻技术、自催化VLS化学合成生长技术、电子束光刻、聚焦离子束刻蚀以及其它物理化学刻蚀法等等，这些技术在工艺复杂性或工艺可控性等方面或多或少都存在问题，难以实现大规模的商业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种SERS基底及其制备方法，工艺简单且可控性强，适用于大规模的商业化生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种SERS基底的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成聚合物层；

采用等离子体对聚合物层进行轰击，以形成柱状纳米结构；

覆盖金属层。

可选的，所述聚合物层包括：正性光刻胶、负性光刻胶、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷或聚对二甲苯。

可选的，所述等离子体包括氩等离子体、氧等离子体或氮等离子体。

可选的，所述金属层为金、银、铜或铂。

可选的，所述聚合物层的厚度为0.2um-5um。

可选的，等离子体气源的流量为50-400sccm，腔体压力为0.2Pa，射频功率为50-350W，处理时间为2-120min。

可选的，所述柱状纳米结构形成团簇结构，团簇结构中的柱状纳米结构间存在纳米孔隙。

此外，本发明还提供了一种SERS基底，包括：

衬底；

衬底上的柱状纳米结构，所述柱状纳米结构由等离子体轰击聚合物材料后形成；

覆盖柱状纳米结构的金属层。

可选的，所述柱状纳米结构为团簇结构，团簇结构中的柱状纳米结构间存在纳米孔隙。

可选的，所述聚合物材料包括：正性光刻胶、负性光刻胶、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷或聚对二甲苯。

本发明实施例提供的SERS基底及其制备方法，采用等离子体技术，对聚合物层进行轰击，在轰击过程中，轰击聚合物产生的部分产物会再次聚合，形成柱状纳米结构。该方法利用传统的微加工工艺就可以实现基于纳米结构的SERS基底，可以有效增强拉曼散射信号，工艺简单且可控性强，适用于大规模的商业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的SERS基底的制备方法的流程图；

图2-5示出了根据本发明一实施例的制备方法形成SERS基底的过程中SERS基底的截面结构示意图；

图6-8示出了根据本发明另一实施例的制备方法形成SERS基底的过程中SERS基底的截面结构示意图；

图9为采用本发明实施例的SERS基底的制备方法形成柱状纳米结构后的扫描电镜照片；

图10为采用本发明实施例的SERS基底的制备方法形成金属层之后的扫描电镜照片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。