[发明专利]一种表面增强拉曼基底及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及物资结构检测技术领域，具体而言，涉及一种表面增强拉曼基底及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，简称：SERS)是指粗糙的贵金属表面在入射光激发的情况下，增强吸附在其表面的物质分子发出拉曼散射信号的一种现象。

分子的拉曼散射信号的增强来源于粗糙表面在光照下产生表面电子的振荡，当入射光的频率与金属自身的等离子体的频率相匹配时，电子振荡达到最大，于是在金属表面产生一个与入射光频率相同的附加局域电磁场，附加局域电磁场与入射光的电磁场叠加在一起。

由于分子的拉曼散射源于分子自身的极化与外界电场的相互作用，所以处于在这个叠加电场中的分子除了受原入射光的电磁场的作用外，还受这个附加局域电磁场的作用，因此激发出的拉曼散射信号也相应的得到增强。增强的拉曼散射信号即可体现出被测物质分子水平的结构信息。

目前常用到的基底大多为化学方法制备的贵金属溶胶，如金/银纳米球、金/银纳米棒等。但已有的溶胶基底是一种亚稳态体系，加入分析物质后会形成易沉降的聚集体，而且胶体的颗粒大小、形状、表面形貌等很难一致，因而拉曼信号的重现性差，在一定程度上阻碍了这一技术在多个领域的应用，而且对于物质分子结构的检测效果较差，特别是对于液体产品的检测很难达到理想效果。

因此，设计一种用于检测物质分子结构的基底，能够激发较强的拉曼散射信号、灵敏度高，且具有很好的信号重现性，这是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种表面增强拉曼基底及其制备方法，其旨在至少部分解决现有的基底激发的拉曼散射信号重现性差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种表面增强拉曼基底应用于检测液体样品，所述表面增强拉曼基底包括衬底、金膜和金纳米立方体；所述衬底采用硅材料形成，所述金膜设置在所述衬底上，所述金纳米立方体设置在所述金膜上，所述金纳米立方体呈矩阵排布，所述金纳米立方体之间具有间隙，所述间隙用于注入待测的液体样品。

结合第一方面，本发明实施例第一方面的第一种方式中，所述金纳米立方体的边长为50nm，相邻两个所述金纳米立方体之间的所述间隙的宽度为30nm。

结合第一方面的第一种方式，本发明实施例第一方面的第二种方式中，所述金纳米立方体远离所述金膜的一端具有圆角。

结合第一方面的第二种方式，本发明实施例第一方面的第三种方式中，所述圆角的半径为1nm。

结合第一方面，本发明实施例第一方面的第四种方式中，所述衬底为长方体结构，所述衬底的长2000nm，所述衬底的宽为2000nm，所述衬底的高为110nm。

结合第一方面的第四种方式，本发明实施例第一方面的第五种方式中，所述金膜的长2000nm，所述金膜的宽为2000nm，所述金膜的厚度为40nm。

第二方面，本发明实施例提供一种表面增强拉曼基底制备方法，所述方法包括：

采用硅材料形成衬底；

在所述衬底表面淀积钛层，并在所述钛层上镀金膜；

通过金属剥离方法在所述金膜的表面形成矩阵排布的金纳米立方体，所述金纳米立方体之间具有间隙，所述间隙用于注入待测的液体样品。

结合第二方面，本发明实施例第二方面的第一种方式中，所述金纳米立方体的边长为50nm，相邻两个所述金纳米立方体之间的所述间隙的宽度为30nm。

结合第二方面的第一种方式，本发明实施例第二方面的第二种方式中，所述金纳米立方体远离所述金膜的一端具有圆角。

结合第二方面的第二种方式，本发明实施例第二方面的第三种方式中，所述圆角的半径为1nm。

本发明提供的表面增强拉曼基底及其制备方法的有益效果是：

能够采用物理的方法制备出金纳米立方体之间的间隙，所述金纳米立方体呈矩阵排布，形成的间隙排布规则、尺寸均匀，待测产品注入间隙后，待测产品均匀性好，经过入射光激发，能够产生较强的附加局域电磁场(“热点”效应)，激发出的拉曼散射信号也相应的得到增强，灵敏度高，重现性好，能够较为准确、清楚地测出待测产品分子水平的结构信息。而且，能实现多组分同时检测的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。