柔性等离子体纳米孔/点复合阵列的构筑及其性能研究

发布时间：2020-12-05 06:35

　　表面增强拉曼光谱（SERS）检测基于的是电磁场增强拉曼光谱信号,其对分析物具有非破坏性,检测灵敏度高,在环境保护、分析化学、生物检测以及食品安全等各个领域应用广泛,其关键在于制备稳定性高、灵敏度高、重现性好的基底。相较于等离子体纳米粒子,纳米阵列具有更好的性能稳定性和重现性,因此被用于SERS基底的研究。另外,相比于传统的刚性基底,柔性基底具有机械耐力、不易破坏、低成本以及可以被任意裁剪等优点,使得柔性SERS基底迅速发展起来。目前,微接触印刷、纳米压印、以AAO为模板复型等方法被用于构筑柔性纳米阵列,这些方法需要经过制备印章、构型、分离等步骤,有些许繁琐。为了提高基底检测的灵敏度,一些研究小组通过构筑复合阵列提高了灵敏度。所以,快速构筑柔性等离子纳米阵列,同时兼具高灵敏度和高重现性,是SERS基底构筑过程中的重要研究内容。综上,本文利用纳米球刻蚀（NSL）和反应离子束刻蚀（RIE）技术,以PDMS（聚二甲基硅氧烷）薄膜为基底,一步法快速构筑出柔性纳米孔/点复合阵列以及纳米孔阵列。PDMS在氧等离子体作用下,其表面会形成褶皱的SiOx硬质层,增加热点数目。为了研究结构的SERS性能,通... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）金属薄膜表面的表面等离子体共振（SPR）；（b）金属纳米颗粒的局域表面等离子体共

选择将不同的方法结合起来构筑纳米阵列结构。NIL[22-24]主要包括的工艺类型：热压印、紫外压印和微接触印刷以及在此基础上衍生出来的技术。纳米压印作为一种成本低、效率高且分辨率高的技术手段，已经成为构筑微纳结构常用方法之一。NIL的基本过程：首先将模版上的图形转移到相应的衬底上，通过热压或者紫外辐照等方法，使转移到衬底上的结构硬化，最后得到与模板相反的结构，再利用热蒸发或磁控溅射技术在图案化的基底上沉积一定厚度的贵金属。如图 1-2所示，Mehmet Kahraman 等人利用的微接触印刷技术，以 PS 自组装单层膜的衬底作为印章，将图案转移到软基底上得到纳米碗阵列结构，然后溅射金属 Ag 和粘附层 Cr 得到的纳米结构作为 SERS 基底检测 4-ATP，EF 达到了 1.4×106[25]，此方法在制备过程中可以改变 PS 的粒径得到周期和直径不同的纳米碗阵列结构。热压印的缺点是要在高温高压下进行，且不能完全填充印章。紫外压印的缺点是需要在洁净的环境中进行。微接触印刷的缺点是无法多次使用印章，精度较差。

这些优势使得 FIB 成为构筑纳米结构的一种理想手段。如图 1-3 所示，Francesco DeAngelis 等人利用 FIB 技术构筑尺寸、形状和布局可调的三维空心等离子体纳米结构，这些结构具有非常规特性，例如具有高的电场增强和宽的光学吸收带，这些三维结构的特性可以克服在多学科应用中常规结构固有的困难[31]。不过此制备技术也存在它自身的问题，例如：制备速率低、加工精度比较难控制和设备昂贵等。


本文编号：2899044