[发明专利]一种快速制备大面积表面增强拉曼散射基底的方法

说明书

本发明公开了一种快速制备大面积表面增强拉曼散射基底的方法，包括1)在透明基底上制备光固化胶；2)将带有光固化胶的透明基底置于靶材上方，激光脉冲穿过透明基底和光固化胶后聚焦于靶材表面；靶材吸收激光脉冲后生成纳米颗粒沉积在光固化胶表面；3)曝光使光固化胶固化以使沉积的纳米颗粒固定在透明基底上；4)在纳米颗粒上沉积金属薄膜，形成金属纳米结构，得到表面增强拉曼散射基底。本发明使用脉冲激光将靶材生成的纳米颗粒直接沉积于透明基底表面，并可通过调控靶材与透明基底之间的距离，对纳米颗粒的大小进行选择，可控性好，实现了低成本、高效、快速地制备大面积的SERS基底，且制得的SERS基底灵敏度高、一致性好、背景信号纯净。

技术领域

本发明属于拉曼检测技术领域，具体涉及一种快速制备大面积表面增强拉曼散射基底的方法。

背景技术

拉曼光谱是包含物质结构信息的散射光谱，它是入射光子与分子振动、转动的量子化能级共振发生非弹性碰撞而产生的光散射，是物质鉴别的一种有效手段。但由于拉曼散射强度弱，(通常为入射光的10^-6)，且拉曼散射截面远远小于荧光散射截面，导致微弱的拉曼散射信号常常湮没在荧光信号中，限制了拉曼光谱技术的应用。表面增强拉曼散射(SERS)是增强拉曼信号的有效手段，有效解决了传统拉曼光谱在表面科学和痕量分析中存在的拉曼信号微弱、检测灵敏度低、易受荧光干扰等问题。

目前制备SERS基底的常用方法主要有电化学粗糙法、纳米颗粒合成法、微纳刻蚀法。电化学粗糙法制得的粗糙金属电极表面形貌无序，尺寸、形状不易控制，从而导致SERS信号一致性差，无法用于定量测量。纳米颗粒合成法存在着纳米颗粒易团聚、不稳定，且合成过程中残留的化学杂质会引起SERS基底较大的背景光谱，无法用于痕量物质的检测。微纳刻蚀法，主要包括光刻法、电子束刻蚀法、聚焦离子束刻蚀法，虽然微纳刻蚀法可制备出均匀的微纳结构阵列，但此类方法制备效率低、成本高、制备过程繁琐。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种快速制备大面积表面增强拉曼散射基底的方法，该方法具有高效、快速、成本低的优点，且制得的表面增强拉曼散射基底灵敏度高、一致性好、背景信号纯净。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种快速制备大面积表面增强拉曼散射基底的方法，包括：

1)在透明基底上制备光固化胶，光固化胶的制备方式可以是涂覆或沉积，涂覆方式例如为旋涂；

2)将步骤1)得到的带有光固化胶的透明基底置于靶材上方，透明基底上有光固化胶的一面朝下且与靶材互不接触；激光脉冲由上往下穿过透明基底和光固化胶后聚焦于靶材表面；靶材吸收激光脉冲后生成等离子体并向外膨胀，进而聚集成核生成纳米颗粒并沉积在光固化胶表面；

3)曝光使光固化胶固化，以使沉积的纳米颗粒固定在透明基底上的光固化胶表面；

4)在透明基底上的光固化胶表面的纳米颗粒上沉积金属薄膜，形成金属纳米结构，得到表面增强拉曼散射基底。

一实施例中：所述靶材为硅片，所述纳米颗粒为硅纳米颗粒。

一实施例中：所述金属薄膜为银膜。

一实施例中：所述金属薄膜厚度为15～30nm。

一实施例中：所述激光脉冲的波长为1000～1050nm，脉宽为1～12ns，脉冲重复频率为98～102KHz。

一实施例中：所述步骤2)中，透明基底上光固化胶表面与靶材的距离为0.4～1mm，沉积的纳米颗粒的直径为40～100nm。

一实施例中：所述光固化胶为UV胶。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：