[发明专利]表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种表面增强拉曼散射基底，其包括：支撑衬底，呈直立状地生长于所述支撑衬底上的半导体纳米片阵列；以及，沉积于所述半导体纳米片阵列上的贵金属层。本发明还提供了如上所述的表面增强拉曼散射基底的制备方法及其在检测待测物的拉曼信号的应用。本发明提供的表面增强拉曼散射基底，其中的检测功能层包括由半导体纳米片阵列和贵金属层构成的半导体‑金属的异质结结构，其不仅具有物理增强作用，还具有较强的化学增强作用，从而使该结构具有非常高的表面增强拉曼活性，并且具有很高的稳定性和重复性。

技术领域

本发明属于光谱检测技术领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)效应是指合适频率的激光照射贵金属纳米颗粒表面时，会激发贵金属纳米颗粒表面的等离子体共振，引起电磁场增强，当待测分子置于此增强的电磁场中时，其拉曼散射信号会增强百万倍甚至更高倍，是一种无损、免标记、高灵敏、近场效应的分析检测手段，被广泛应用于生物、化学、环境等领域。作为一种分子光谱指痕鉴定方法，与其他传统检测方法相比，SERS具有快速、操作简便、不需要样品前处理或样品前处理简单等优点，是一种高灵敏度、高时空分辨率、实时无损的检测技术。

贵金属(金、银、铜等)纳米颗粒被广泛作为拉曼基底进行生物化学检测，金属纳米颗粒制备方法简单，易于大规模的制备。制备具有高表面增强效应、好的重现性和稳定性的增强基底是应用表面增强拉曼散射效应的前提。目前主要采用化学方法，例如化学还原法、金属溶胶法等，制备获得的SERS基底多为无序结构，虽然制备方法简单，可获得较高的增强因子，但稳定性和重复性差。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法，以解决现有的表面增强拉曼散射基底稳定性和重复性差的问题。

为了解决以上所述的问题，本发明采用了如下的技术方案：

本发明的一方面提供了一种表面增强拉曼散射基底，其包括：

支撑衬底，

呈直立状地生长于所述支撑衬底上的半导体纳米片阵列；以及，

沉积于所述半导体纳米片阵列上的贵金属层。

优选的，所述半导体纳米片阵列中的纳米片的厚度为20nm～30nm，高度为80μm～120μm。

优选的，所述半导体纳米片阵列中的纳米片为硒化锡纳米片。

优选的，所述硒化锡纳米片中，Sn与Se的原子比为1：1.6～2.2。

优选的，所述贵金属层的厚度为4nm～28nm。

优选的，所述贵金属层的材料为金或银。

本发明还提供了一种如上所述的表面增强拉曼散射基底的制备方法，其包括：

提供支撑衬底；

在所述支撑衬底上生长形成所述半导体纳米片阵列；

在所述半导体纳米片阵列上沉积形成所述贵金属层。

优选的，应用分子束外延工艺在所述支撑衬底上生长形成所述半导体纳米片阵列，生长时间为1min～30min；应用溅射工艺在所述半导体纳米片阵列上沉积所述贵金属层，沉积时间为1min～7min。

本发明还提供了一种如上所述的表面增强拉曼散射基底在疟疾临床检测装置中的应用，其中，所述表面增强拉曼散射基底被配置为用于检测待测样品的拉曼散射信号。