基于退火工藝的有序金屬納米顆粒陣列可控制備方法關鍵技術研究.pdf

1、目前，表面增強拉曼散射（SERS）檢測技術應用的主要瓶頸在于尚不能實現(xiàn)低成本地大規(guī)模制造均一性好的高性能SERS基底。針對高性能SERS基底的制造問題，本文結合金屬沉積工藝、旋涂自組裝工藝、原子層沉積工藝以及退火工藝，提出一種基于自組裝單層膜犧牲層退火的可控制造方法，無模板輔助地大規(guī)模制備出四種具有納間隙的納米結構SERS基底，大大簡化了制備工藝流程。利用有限時域差分法對各個結構進行了建模仿真，并以對氨基苯硫酚作為拉曼標記物對基底進行S

2、ERS表征，證明制備出的基底具有良好的SERS性能。主要研究內容如下：
　　1、以電子束蒸鍍的方法制備金納米薄膜，驗證了其經退火處理之后形成金納米顆粒的可行性。對制備過程中涉及的金屬沉積工藝，退火工藝以及原子層沉積工藝的原理、技術要點進行了詳細說明。討論了金膜厚度、退火溫度及時間等參數(shù)對金納米顆粒形貌的影響，分析了原子層沉積技術沉積氧化鋁薄膜的保形效果。
　　2、納米結構基底具有的納間隙是產生SERS增強效應的主要因素之一。

3、采用本文提出的基于退火的制造方法，通過精確調節(jié)退火參數(shù)及金膜厚度，制備出具有大量納米間隙的層疊金花納米結構，為后續(xù)制備其他納米結構驗證了氧化鋁薄膜的保形效果。采用場發(fā)射掃描電鏡對制備的層疊金花納米結構形貌進行了表征，定量討論了所鍍金膜厚度、退火參數(shù)對層疊金花納米結構尺寸、形貌的影響。
　　3、結合旋涂自組裝工藝、退火工藝、ALD技術制備得到單、雙層周期性有序金屬納米顆粒陣列。在制備過程中，聚苯乙烯微球單層膜起到了犧牲支架的作用，作

4、為形核質點在退火過程中誘導覆蓋在其表面金膜在原位球化形成金納米顆粒。分析了退火參數(shù)、所鍍金膜厚度、PS球粒徑對兩種結構陣列形貌的影響。
　　4、討論了在不同的基底表面旋涂自組裝 PS球的區(qū)別，利用基于自組裝單層膜犧牲層退火的方法制備出AuPOF結構陣列，實現(xiàn)了金屬薄膜表面大規(guī)模金屬顆粒結構陣列的無模板輔助制備。定性分析了有無氧化鋁薄膜以及不同退火參數(shù)對AuPOF結構陣列形貌的影響，驗證了氧化鋁薄膜的保形性和隔離作用。
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