[发明专利]一种增强拉曼效应的悬空衬底及其制备方法

说明书

本发明属于检测拉曼光谱的技术领域，特别涉及一种增强拉曼效应的悬空衬底及其制备方法。所述增强拉曼效应的悬空衬底，包括纳米级厚度的悬空基片和沉积在所述悬空基片一侧的纳米级厚度的金属层，所述金属层上设置有周期性排列的通孔。本发明通过在悬空基片上镀一层纳米级厚度的金属，再利用聚焦离子束在金属层上加工周期穿孔阵列得到的衬底，方法简单，操作性强，成功率较高。

技术领域

本发明属于检测拉曼光谱的技术领域，特别涉及一种增强拉曼效应的衬底及其制备方法。

背景技术

拉曼效应是一种很弱的散射，是由分子振动、固体中的光学声子等元激发与入射光相互作用产生的非弹性散射。由于在大分子或者较长波段情况下，不好测量材料的拉曼光谱，因此我们发明了一种可以增强拉曼效应的悬空衬底，可以解决这一问题。

目前已经出现的表面增强拉曼散射的衬底是利用电化学、模板法等制备的。对于电化学方法，虽方便快速，但经过多次电化学氧化还原，使得电极变得粗糙，粗糙程度难以控制，会降低表面覆盖度与光谱的重现性。对于模板法，装置简单，形态可控。但是对于合成材料之后的处理硬模板的工艺流程复杂，若用软模板，则难以对合成材料的形貌进行控制。有部分现有发明在胶质金属颗粒如Ag或Au或者这些金属的粗糙表面上覆盖样品，来测其拉曼光谱，虽然可以增强样品拉曼光谱至1000倍，但是由于用来增强样品材料拉曼散射的衬底表面不光滑，不利于在其上均匀覆盖要增强的材料，因此用这种方法测量的结果不具有普遍性。

发明内容

是为了现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种增强拉曼效应的悬空衬底，它能够显著增强拉曼信号。

本发明的目的之二是提供一种增强拉曼效应的悬空衬底的制备方法，它具有制备方法简单、操作性强的特点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种增强拉曼效应的悬空衬底，包括纳米级厚度的悬空基片和沉积在所述悬空基片一侧的纳米级厚度的金属层，所述金属层上设置有周期性排列的通孔。

优选条件下，所述悬空基片为氮化硅基片或氧化硅基片。

优选条件下，所述金属层为贵金属层。

优选条件下，所述贵金属层中的贵金属为银和/或金。

优选条件下，所述悬空基片的厚度为5～30nm。

优选条件下，所述贵金属层的厚度为30～100nm。

优选条件下，所述通孔为圆形通孔。

优选条件下，所述圆形通孔的半径为50～100nm。

本发明第二方面提供一种所述的增强拉曼效应的悬空衬底的制备方法，包括以下步骤：

(1)选择悬空基片；

(2)通过溅射或者蒸镀法在悬空基片的一侧沉积金属层；

(3)采用聚焦离子束技术在金属层的一侧上加工出周期性排列的通孔。

优选条件下，在步骤(2)中，所述贵金属层的厚度为30～100nm。

优选条件下，在步骤(3)中，所述聚焦离子束技术是以镓离子作为离子源，利用电透镜将镓离子束聚焦成非常小的离子束对样品表面进行轰击。

本发明第三方面提供一种拉曼效应探测装置，包括激发光源、散射光精密探测器和基底，所述基底为所述的增强拉曼效应的悬空衬底。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

(1)通过在悬空基片上镀一层纳米级厚度的金属，再利用聚焦离子束在金属层上加工周期穿孔阵列得到的衬底，方法简单，操作性强，成功率较高。