[发明专利]一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构及其制备方法

权利要求书

1.一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，包括若干银大纳米帽和若干银小纳米帽；每个所述银大纳米帽的周围均匀分布有6个银大纳米帽；每个所述银大纳米帽的周围均围绕有一圈银小纳米帽；所述增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构的制备方法包括以下步骤：

（1）清洗硅片；

（2）通过自组装法，在硅片表面制备由两种直径的聚苯乙烯微球构成的有序的单层太阳花阵列；所述太阳花阵列中每个直径较大的聚苯乙烯微球的周围均匀分布有6个直径较大的聚苯乙烯微球，每个直径较大的聚苯乙烯微球的周围围绕有一圈直径较小的聚苯乙烯微球；所述两种聚苯乙烯微球的直径比为1:(2.5~10)；

（3）对步骤（2）制得的聚苯乙烯微球阵列进行刻蚀，直到直径较小的聚苯乙烯微球的直径缩小10%~40%；

（4）在步骤（3）刻蚀完成的阵列上溅射银，在每个聚苯乙烯微球上形成球状包覆的纳米帽，即获得由若干银大纳米帽和若干银小纳米帽构成的增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构。

2.如权利要求1所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，所述银大纳米帽的内径为500~1000 nm，银小纳米帽的内径为60~190 nm。

3.如权利要求1所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，所述银大纳米帽和银小纳米帽的厚度为10~20 nm。

4.如权利要求1所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，步骤（2）的具体步骤如下：

（2.1）将两种直径的聚苯乙烯微球充分混合后，加入酒精，均匀混合；

（2.2）取步骤（2.1）获得的混合液滴到硅片上，轻轻晃动使其分散开；

（2.3）将硅片倾斜后浸入去离子水中，待水面上形成有序排列的单层膜后，滴入5~10 μL浓度为1.5~4wt%的十二烷基硫酸钠溶液，使聚苯乙烯微球紧密排列；

（2.4）使用步骤（1）中清洗好的硅片将水面上的单层膜捞起，吸水干燥，即获得由两种直径的聚苯乙烯微球构成的有序的单层阵列。

5.如权利要求4所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，所述聚苯乙烯微球为改性聚苯乙烯微球，制备方法如下：将苯乙烯、丙烯酸、过硫酸钾溶液和去离子水混合，在加热和搅拌条件下反应，即获得改性聚苯乙烯微球乳液；步骤（2.3）中，将硅片浸入去离子水中后，滴加盐酸，使去离子水呈酸性。

6.如权利要求4所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于：

步骤（2）中，所述两种聚苯乙烯微球的直径分别为100~200 nm和500~1000 nm；和/或

步骤（3）中，刻蚀后两种聚苯乙烯微球的直径变为60~190 nm和500~1000 nm。

7.如权利要求1或6所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，步骤（3）中，刻蚀的方法为等离子体刻蚀，刻蚀功率为20~50 W，刻蚀时间为10~40 s。

8.如权利要求6所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，步骤（2.1）中，直径为100~200 nm的聚苯乙烯微球、直径为500~1000 nm的聚苯乙烯微球、酒精的体积比为1:(10~60):(13~40)。

9.如权利要求1所述的一种增强SERS活性的太阳花纳米阵列结构，其特征在于，步骤（4）中，溅射银的方法为磁控溅射，溅射功率为10~35W，溅射时间为2~5 min。