三維納米結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)及其表面增強(qiáng)拉曼散射的研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）具有較高的檢測(cè)靈敏性且能提供豐富的結(jié)構(gòu)信息，因而在各個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。一般認(rèn)為，貴金屬納米結(jié)構(gòu)間隙是拉曼信號(hào)增強(qiáng)“熱點(diǎn)”的主要來(lái)源，熱點(diǎn)處的電磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)得到極大增強(qiáng)，從而使拉曼增強(qiáng)因子提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)甚至可實(shí)現(xiàn)單分子檢測(cè)。不斷發(fā)展的納米粒子制備及組裝技術(shù)推動(dòng)了SERS技術(shù)的快速發(fā)展。理論和實(shí)驗(yàn)研究都表明緊密高效的三維納米結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)對(duì)于SERS

2、檢測(cè)具有重要意義。因此，研究和發(fā)展三維納米結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)是目前SERS技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)之一。為了獲得高靈敏、高重復(fù)性的SERS信號(hào)，必須闡明三維納米結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)的分布規(guī)律，并深入理解其增強(qiáng)機(jī)理。這正是本論文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　論文第一章簡(jiǎn)單介紹了SERS的發(fā)展歷程、增強(qiáng)機(jī)制、熱點(diǎn)以及能夠形成熱點(diǎn)的不同維度的納米結(jié)構(gòu)，包括零維、一維、二維和三維結(jié)構(gòu)，其中對(duì)三維納米結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)做了重點(diǎn)介紹。
　　第二章研究了表面/界面對(duì)三維SERS熱點(diǎn)的

3、影響。將一滴銀溶膠與待測(cè)分子混合，分別滴加在親水和疏水硅片上，在溶劑揮發(fā)過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并加以比較。分別以羅丹明6G、結(jié)晶紫和對(duì)氨基苯硫酚等分子作為拉曼標(biāo)簽，考察了溶劑揮發(fā)過(guò)程對(duì)SERS信號(hào)的影響、超低濃度檢測(cè)限等問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)納米粒子在疏水界面上能產(chǎn)生更多的三維熱點(diǎn)，極大提高SERS檢測(cè)的增強(qiáng)因子和重現(xiàn)性。此方法為構(gòu)筑三維SERS熱點(diǎn)矩陣提供了一種簡(jiǎn)單、有效的途徑。
　　第三章研究了一種新穎的懸掛液滴檢測(cè)方法。將納米顆粒

4、膠體與待測(cè)物的混合液滴懸掛在薄石英片的下表面，將拉曼激光從石英片上方垂直聚焦在石英玻璃片下表面，考察懸掛液滴在溶劑蒸發(fā)過(guò)程中SERS信號(hào)的變化規(guī)律。并將檢測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比，研究了懸掛液滴中三維SERS熱點(diǎn)的形成機(jī)理。
　　第四章和第五章合成了三個(gè)各向異性的金微米結(jié)構(gòu):納米厚度的金微米三角、金微米六邊形和金微米立方體，各個(gè)結(jié)構(gòu)的邊長(zhǎng)有幾十微米。利用不同的拉曼標(biāo)簽或活性分子，采用區(qū)域SERS成像技術(shù)研究了所合成的微米結(jié)構(gòu)