氧化物半导体表面增强拉曼基底的制备及特性研究

发布时间：2020-04-13 16:16

【摘要】：氧化物半导体表面增强拉曼散射(SERS)基底具有原料易得、制备简单以及表面形貌丰富的特点,但由于其增强效果主要来源于电荷转移,所以其拉曼活性一般比贵金属SERS基底低。针对该问题,本文从两个方面出发提出两种制备较高SERS活性基底的方法:第一,利用半导体材料形貌多变性并结合贵金属材料的制备高活性SERS基底;第二,利用非稳定结构含有丰富的电荷空穴对提高电荷转移率。主要包括以下三个方面:1、氧化亚铜/银复合基底的制备及其SERS特性的研究。利用热氧化法和磁控溅射法在不同的加热时间、加热温度和镀膜时间条件下制备了氧化亚铜/银复合基底。X-射线衍射(XRD)测试结果表明基底为氧化亚铜/银的复合结构;扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明基底表面呈现花状结构;拉曼光谱测试结果表明基底具有较好的SERS活性。通过对基底SERS特性的研究发现基底对亚甲基蓝(MB)的最低检测限是10~(-8)M、增强因子达到了10~8,而且在均匀性的测试过程中基底的相对标准偏差(RSD)均小于10%。2、氧化锌/银复合基底的制备及其SERS特性的研究。利用水热法和银镜反应在不同的硝酸银浓度下制备了氧化锌/银复合基底。XRD测试结果表明制备出了结晶度较高的氧化锌结构;SEM测试结果表明氧化锌为纳米棒状结构;拉曼光谱测试结果表明基底具有较好的SERS活性。通过对基底SERS特性的研究发现基底对4-疏基苯甲酸(4-MBA)的最低检测限达到10~(-8)M,而且在一定范围内具有定量检测的能力。3、氧化亚铜/三氧化四铜复合基底的制备及其SERS特性的研究。利用热氧化法和磁控溅射法在不同的溅射时间下制备了氧化亚铜/三氧化四铜复合基底。XRD测试结果表明基底为氧化亚铜/三氧化四铜复合结构;SEM测试结果表明基底表面由纳米颗粒组合而成;拉曼光谱测试结果表明基底具有较好的SERS活性。通过对基底SERS特性的研究发现基底对亚甲基蓝(MB)的最低检测限是10~(-8)M,而且在均匀性的测试过程中基底的相对标准偏差(RSD)均小于10%,并通过对比相似形貌的氧化铜基底和复合基底的拉曼峰强验证了利用非稳定结构提高半导体材料SERS活性的可行性。
【图文】：

图 1.1 光和物质的相互作用论光散射效应。当散射前后仅改变光线的传播方向时利于 1871 年发现，因此又名瑞利散射。在随后的很射是散射的唯一方式。直到 1923 年,斯梅卡尔(Sme

图 1.2 表示散射来源的能级图术不仅制样简单、不受水的拉曼信号影响、对样品无损激发波长的特点，使其成为定性和定量检测样品的一个弱,仅是入射光的 10-6，瑞利散射光的 10-3，，而且有瑞利
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN305

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本文编号：2626175