基于聚苯乙烯納米微珠陣列的可控金屬納米間隔制備.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼(SERS)能夠使得分子的拉曼信號(hào)提高104-106數(shù)量級(jí),在保留拉曼光譜分子指紋圖譜優(yōu)勢(shì)的同時(shí),大大增強(qiáng)了檢測(cè)靈敏度。SERS在化學(xué)、生物、臨床、考古等多個(gè)領(lǐng)域有重要用途。高活性高均勻性SERS基底制備技術(shù)是SERS廣泛應(yīng)用的前提。納米微珠自組裝陣列技術(shù)是當(dāng)前最重要的納米制造技術(shù)之一,通過微珠陣列可以獲得均勻的周期性納米結(jié)構(gòu),但現(xiàn)有方法獲得的結(jié)構(gòu)在SERS活性方面有待提高。
　　 本論文的工作重點(diǎn)基于納米微珠自組裝

2、體系,探索全新的納米加工技術(shù),制備更好兼顧重現(xiàn)性、高增強(qiáng)、低成本的SERS基底,并嘗試在微流控芯片中的應(yīng)用。主要的工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)建立了界面鋪展法制各納米微珠陣列,考察并優(yōu)化了納米微珠濃度,活性劑用量,以及來源對(duì)陣列制備的影響。詳細(xì)探討了微珠濃度對(duì)結(jié)晶的影響,表面活性劑的作用,微珠之間斥力大小對(duì)于陣列形成過程的影響等,并對(duì)文獻(xiàn)工藝提出了改進(jìn)。經(jīng)過工藝優(yōu)化,在微珠高濃度,適量活性劑用量條件下制備大面積、少缺陷的

3、單層納米微珠陣列,其中同取向的陣列面積超過100μm×100μm。
　　 (2)考察了沉積于納米微珠陣列表面的金膜厚度對(duì)SERS活性的影響,結(jié)果表明,對(duì)于300 nm粒徑的納米微珠陣列,沉積100 nm金膜時(shí),獲得的SERS基底活性最高,并且均勻性好,變異系數(shù)只有9％,達(dá)到或略微超過了商品化SERS增強(qiáng)芯片的性能。
　　 (3)建立了可控納米間隔結(jié)構(gòu)的加工方法,該方法結(jié)合了納米微珠自組裝,反應(yīng)粒子刻蝕,傾斜蒸鍍等技術(shù)。結(jié)

4、果表明,通過調(diào)節(jié)沉積角度可控制備10-200nm的金屬納米間隔,通過調(diào)節(jié)不同的沉積方向,可以制備不同模式的納米間隔,為新型納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)等物理性能研究建立了基礎(chǔ)。
　　 (4)建立了納米微珠陣列為模板的硅納米結(jié)構(gòu)制備技術(shù)。制備了周期性的納米坑和納米柱等結(jié)構(gòu),并考察了刻蝕時(shí)間,刻蝕氣體流量等對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,納米坑由于刻蝕極限無法得到高深寬比的結(jié)構(gòu),而納米柱則可以達(dá)到,且納米柱的制備受刻蝕氣體組分影響,并分析探討了納米結(jié)構(gòu)的