[发明专利]一种阵列式表面拉曼增强基底及其制备方法

说明书

本发明涉及分子检测材料技术领域，具体涉及一种阵列式表面拉曼增强基底及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：取一范德华层状半导体基底，浸泡于盐溶液或酸溶液中，然后用Zn针碰触范德华层状半导体基底表面1‑5s，然后抬起Zn针，碰触点形成探测单元；然后移动至范德华层状半导体基底表面的另一位置，将Zn针碰触表面1‑5s；重复上述Zn针的碰触表面、抬起、移动位置的操作，形成若干个阵列排列的探测单元；最后取出范德华层状半导体基底、吹干，制得阵列式表面拉曼增强基底。本发明的制备方法操作简单，易于控制，通过探针离子插入方式可实现快速、定位活化，能在同一个基材表面实现不同位置的阵列制备，可适用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及分子检测材料技术领域，具体涉及一种阵列式表面拉曼增强基底及其制备方法。

背景技术

现有二维范德华材料具有原子级平整的表面，为实现基于表面增强拉曼光谱的均匀痕量分子检测提供了理想的材料基础。但是，二维范德华材料的增强性能强烈受到材料厚度的影响，对于易于制备的厚膜范德华材料(厚度10nm)，其拉曼增强效果迅速降低，当厚度达到几十纳米后基本检测不到拉曼增强效果，检测效能及灵敏度低。只有在几个原子层(厚度10nm)甚至是单原子层厚度时才可能具有灵敏的增强性能。但对于厚度小于10nm的范德华材料的制备具有极高的制备要求，目前仍是科学及技术研究的一大难题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种阵列式表面拉曼增强基底的制备方法，该制备方法操作简单，易于控制，通过探针离子插入方式可实现快速、定位活化，能在同一个基材表面实现不同位置的阵列制备，可适用于大规模生产。

本发明的另一目的在于提供一种阵列式表面拉曼增强基底，具有高灵敏度探测性能，能实现阵列探测，稳定性高。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种阵列式表面拉曼增强基底的制备方法，包括如下步骤：

取一范德华层状半导体基底，浸泡于盐溶液或酸溶液中，然后用Zn针碰触范德华层状半导体基底表面1-5s，然后抬起Zn针，碰触点形成探测单元；然后移动至范德华层状半导体基底表面的另一位置，将Zn针碰触表面1-5s；重复上述Zn针的碰触表面、抬起、移动位置的操作，形成若干个阵列排列的探测单元；最后取出范德华层状半导体基底、吹干，制得阵列式表面拉曼增强基底。

本申请的上述制备步骤操作简单，易于控制，可适用于大规模生产；其中，通过探针离子插入方式可实现快速、定位活化，能在同一个基材表面实现不同位置的阵列制备，实现了将不具备拉曼增强性能的厚膜层状范德华材料转变为高灵敏检测的拉曼增强基底，不需要制备少层或单层材料、不需控制基底的厚度则能进行高灵敏的精准测量。制备步骤中，通过采用Zn针与范德华层状半导体基底表面碰触，以Zn针作为碰触介质，使得所浸泡的盐溶液或酸溶液在碰触点插入离子，形成探测单元，通过离子的插入提高局部区域的电导，同时产生缺陷位用于捕获分子，进而实现分子检测；另外，对于Zn针碰触基底表面形成探测单元，可通过抬起Zn针及移动Zn针来实现碰触点的阵列制备，或者可以同时采用多根Zn针碰触范德华层状半导体基底表面，同时形成多个探测单元，制备效率高。

优选的，所述范德华层状半导体基底为MoO₃、石墨、MoS₂、MoSe₂、WS₂或WSe₂。通过采用上述的范德华层状半导体基底材料，质量稳定，能在其表面通过与Zn针的碰触而形成探测单元；进一步优选的，半导体基底材料包括但不限于上述的MoO₃、石墨、MoS₂、MoSe₂、WS₂或WSe₂。

优选的，所述范德华层状半导体基底的厚度为10-80nm。

优选的，所述范德华层状半导体基底的厚度为30-60nm。