[实用新型]金属-电介质-金属超表面SERS基底

说明书

本实用新型涉及一种金属‑电介质‑金属超表面SERS基底。本实用新型SERS基底包括第一SiO2基层，在第一SiO2基层表面设置有贵金属层，在贵金属层表面设置有第二SiO2基层，在第二SiO2基层靠近贵金属层一侧的表面上设有凹槽，在凹槽的底面设置有若干贵金属线。本实用新型金属‑电介质‑金属超表面SERS基底的使用，使得在SERS检测中无需待测分子精确吸附在基底表面的热点区域，避免了待测分子对基底表面的“污染”，实现了可连续SERS检测。

技术领域

本实用新型涉及一种表面增强拉曼检测技术，具体地说是一种金属-电介质-金属超表面SERS基底。

背景技术

表面增强拉曼散射（SurfaceEnhancedRamanScattering，SERS）检测技术由于其高灵敏度、高精度、检测速度快等优点而被广泛应用于食品安全、生物制药、医疗检查、环境保护等领域的痕量检测中。当前SERS检测中所用的增强基底主要主要有两种：单一金属纳米颗粒溶胶，包括金纳米颗粒溶胶和银纳米颗粒溶胶；纳米三维阵列结构，包括球状纳米阵列结构、柱状纳米阵列结构、锥状纳米阵列结构等。贵金属纳米颗粒溶胶具有成本低、制备简单等优点，但是贵金属纳米颗粒溶胶热点区域的数量在单位体积内有限且热点区域范围较小的缺点。利用等离子体刻蚀和传统光刻加工技术制备的纳米三维阵列结构具有很好的结构周期性和SERS信号重现性，但是加工成本高昂，加工时间长。这两种SERS基底由于增强电场局限于其表面附近很小的区域，都需要待测分子精确吸附在其表面形成的热点区域，导致基底的“污染”，无法实现可连续SERS检测。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种金属-电介质-金属超表面SERS基底，以解决当前SERS基底热点区域范围过小且局限于表面附近，待测分子需要精确吸附从而产生“污染”的问题。

本实用新型是这样实现的：一种金属-电介质-金属超表面SERS基底，包括第一SiO2基层，在所述第一SiO2基层表面设置有贵金属层，在所述贵金属层表面设置有第二SiO2基层，在所述第二SiO2基层靠近所述贵金属层一侧的表面上设有凹槽，在所述凹槽的底面设置有若干贵金属线。

在本实用新型的SERS基底中，所述凹槽的横截面为矩形，所述凹槽底面平行于所述贵金属层。

在本实用新型的SERS基底中，所述贵金属线相互平行且长度方向和所述凹槽的长度方向一致，所述贵金属线等距分布。

在本实用新型的SERS基底中，所述贵金属线的横截面为矩形。

在本实用新型的SERS基底中，所述贵金属层是通过蒸镀方法将金或银等贵金属均匀、致密的附着在第一SiO2基层表面形成的。

本实用新型还公开了一种金属-电介质-金属超表面SERS基底的加工方法，包括以下步骤。

a.准备表面平整的第一SiO2基层，对其表面进行清洗并烘干。

b.通过蒸镀方法将贵金属均匀、致密的附着在预处理后的第一SiO2基层表面，形成连续的贵金属层。

c.准备表面平整的第二SiO2基层，对其表面进行清洗并烘干。

d.在所述第二SiO2基层表面涂布一层光刻胶，通过烘烤得到固化的光刻胶薄膜。

e.通过紫外线曝光的方式将凹槽图案转移到光刻胶薄膜上，然后利用反应离子刻蚀在所述第二SiO2基层表面刻蚀得到凹槽。

f.通过蒸镀方法将贵金属均匀、致密的附着在所述凹槽的底面，形成连续的槽底金属层。

g.对所述第二SiO2基层进行除胶处理，然后重新在槽底金属层表面涂布一层电子束光刻胶，烘烤后得到固化的光刻胶薄膜。

h.对所述第二SiO2基层上凹槽的底面进行电子束光刻和干法刻蚀，得到贵金属线。