[发明专利]平行堆叠双层金属光栅结构表面增强拉曼基底及其制作方法

说明书

本发明公开了一种平行堆叠双层金属光栅结构表面增强拉曼基底及其制作方法。所描述的平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底包括：柔性衬底、第一金属光栅层及第二金属光栅层；所述第一金属光栅层设置在所述柔性衬底上，所述第二金属光栅层设置在所述第一金属光栅层上；所述第一金属光栅层与所述第二金属光栅层的交界处用于注入待测的液体样品。该表面增强拉曼基底将双层金属光栅结构转移到可拉伸的柔性衬底上形成的，可实现入射光的局域，增强吸附在表面增强拉曼基底结构表面的物质分子发出拉曼散射信号，在分子检测方面具有重要的前景。

技术领域

本发明涉及一种表面增强拉曼基底的制作方法，具体涉及一种平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底及其制作方法。

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，实现入射光的局域与场增强，从而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。

金属纳米颗粒或金属纳米结构激发的局域表面等离子体可以将入射光局域在一个亚波长尺寸的区域，使得局域的电磁场增强，因此激发出来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，已经有一些金属光栅结构表面增强拉曼基底的方法，例如电子束曝光，聚焦离子束刻蚀等，然而这些方法通常具有制备成本高，制作方法复杂，制备面积小等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本，可以大面积制备平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底。

本发明的另一目的是提供一种上述平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底的制作方法，从而实现低浓度物质分子的检测。

本发明提供的平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底，其结构主要包括：柔性衬底、第一金属光栅层及第二金属光栅层；

所述柔性衬底采用二甲基硅氧烷(PDMS)，所述第一金属光栅层设置在所述柔性衬底上，所述第二金属光栅层设置在所述第一金属光栅层上，所述第一金属光栅层与所述第二金属光栅层的交界处用于注入待测的液体样品。

可选择的，柔性衬底厚度范围0.5mm至100mm。

可选择的，所述第一金属光栅层和第二金属光栅层的周期范围为100nm至2000nm。

可选择的，所述第一金属光栅层和所述第二金属光栅层的金属光栅条的宽度和厚度的范围分别为50nm至1000nm和20nm至500nm。

可选择的，所述第一金属光栅层和所述第二金属光栅层其材料可以为金，银，铜，铝，铂，钯，镁，镍，铬，钛金属的一种或多种的合金。

可选择的，所述第一金属光栅层和所述第二金属光栅层的金属光栅条堆叠的宽度范围为10nm-1000nm。

另外，本发明还提供一种平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底的制作方法，包括以下几个步骤：

步骤一，制备好柔性衬底；

步骤二，在干净的临时衬底上形成光栅结构，并随后在光栅结构上沉积一定厚度的金属，从而获得双层金属光栅结构；

步骤三，将双层金属光栅结构转移到柔性衬底上，从而获得一种平行堆叠双层金属光栅的表面增强拉曼基底。

可选的，所述步骤一具体包含以下具体步骤：

a.利用抛光后硅片的平整表面，将制备弹性的前驱体(包括主体和固化剂)混合并搅拌均匀，然后涂覆于硅片表面，通过在真空皿中抽真空除掉气泡后，将涂覆了弹性前驱体的硅片放置于烤箱中烘烤至固化；其中，烘烤温度优选为60-80℃，烘烤时间优选为小于2.5小时；