[发明专利]一种基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法

权利要求书

1.一种基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法包括：

制备阳极氧化铝AAO模板；

将AAO模板转移至清洗后的硅片上；

将硅片样品转移至快速热处理炉RTP腔体中进行退火，高温去除AAO孔里的聚苯乙烯PS；

将硅片样品转移至离子刻蚀反应腔的真空腔体中，通入源气体氩气进行刻蚀，形成有序的纳米碗状阵列结构；

将形成纳米碗状阵列结构的硅片样品于所述离子刻蚀反应腔中取出，通过热蒸发镀膜系统在所述纳米结构的表面再热蒸镀预置厚度的银膜，即得到表面拉曼增强活性基底。

2.如权利要求1所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述制备阳极氧化铝AAO模板包括：

将铝片通过二次氧化的方法制备出AAO模板。

3.如权利要求2所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述将铝片用二次氧化的方法制备AAO模板，所述的铝片纯度为99.999％；所述二次氧化的方法还包括：

一次氧化是将铝片在0.5wt.％H₃PO₄，温度为0.6℃，195V的电化学条件下氧化3h后，通过直接注入85wt.％H₃PO₄的方法将H₃PO₄的浓度调整为1wt.％且温度调整为1.4℃，在此条件下继续氧化15h，然后将铝片转移至1.8wt.％铬酸和6wt.％H₃PO₄、温度为43℃的混合溶液中去除上述所获得的氧化层；二次氧化是在与一次氧化相同的条件，即1.0wt.％H₃PO₄，温度为1.4℃，195V下，继续氧化180s，然后再放入由6.8gCuCl₂+100ml37％HCl+200ml去离子水制成的CuCl₂溶液中以去除AAO底部未氧化的铝层，即得到AAO模板。

4.如权利要求1所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述将AAO模板转移至清洗后的硅片之前，所述方法包括：

将单晶硅片依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗；所述硅片为单面抛光的，掺杂的p型、n型单晶硅片或未掺杂的本征硅片。

5.如权利要求1所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述将AAO模板转移至清洗后的的硅片之前，所述方法还包括：

利用超声清洗机将单晶硅样品依次用去离子水、丙酮、去离子水进行超声清洗，超声功率为180W，频率为40KHz，超声时间分别是10分钟。

6.如权利要求4所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述将单晶硅片依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，包括：

利用超声清洗机，超声功率为180W，频率为40KHz，将单晶硅片依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，超声清洗时间分别是10分钟；

将超声清洗后的硅片再放入体积比为4:1的浓硫酸与双氧水中浸泡15分钟以除去表面氧化物，用去离子水清洗；

最后把硅片放入5％的氢氟酸中浸泡5分钟，使硅片表面形成Si-H键。

7.如权利要求1所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述将硅片样品转移至快速热处理炉RTP腔体中进行退火，高温去除AAO孔里的聚苯乙烯PS，包括：

RTP腔体的加热温度是450℃，在此温度下保持20min，而PS在450℃的高温下会挥发，最终AAO孔洞中的PS全部挥发掉。

8.如权利要求1所述基于离子刻蚀制备表面拉曼增强活性基底的方法，其特征在于，所述将硅片样品转移至离子刻蚀反应腔的真空腔体中，通入源气体氩气进行刻蚀，包括：

离子刻蚀反应腔的腔内压强抽至5×10^-4Pa以得到真空度，离子刻蚀的源气体为氩气，刻蚀参数分别为：阴极电流11.5A、阳极电压50V、屏极电压320V、加速电压250V以及中和电流13A。