[发明专利]一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底及制备方法

权利要求书

1.一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底，其特征在于：所述具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底为一种三维结构，所述三维结构是利用光刻工艺中的驻波效应和多光束激光干涉光刻技术获得；所述三维结构在Z轴方向上为金纳米环状堆叠结构，金纳米环按照固定的周期距离堆叠一起，由下至上，金纳米环的直径逐渐增大或者逐渐减小，而宽度逐渐减小；所述三维结构通过多光束激光干涉光刻技术，在X轴和Y轴方向内，形成不同的形状、不同周期性分布的金纳米环堆叠阵列结构，从而形成金纳米环堆叠阵列基底；所述基底是具有60%以上反射率的抛光材料，所述基底材料厚度为0.2-2mm；所述多光束激光干涉所选用的激光波长为250-400nm。

2.根据权利要求1所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底，其特征在于：所述金纳米环堆叠结构的层数为3-15层，Z轴方向的周期为60-150nm，金纳米环的直径为50nm-3μm，金纳米环宽度为10-100nm，金纳米环堆叠在X轴和Y轴方向的周期为300nm-5μm，结构制备面积为1-13cm²。

3.根据权利要求1所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的应用，其特征在于：所述金纳米环堆叠阵列基底具有很好的表面增强拉曼散射效果，是指对溶液中浓度为100nM的罗丹明6G分子进行检测，用微量注射器将5μL浓度为100nM的罗丹明6G溶液滴在所述基底上，待无水乙醇溶剂挥发后，用激光波长选用532nm的显微共焦激光拉曼光谱仪进行拉曼检测。

4.一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）清洗基底样品，旋涂一层光刻胶并进行前烘，完成后避光条件放置待进行曝光；

（2）采用多光束激光干涉光场作为曝光光源，多光束中每光束的功率密度达到1-20mW/cm²，对光刻胶涂层进行曝光，曝光时间为30-200s，曝光后置于显影液中，以匹配所选用的光刻胶的显影液进行显影，显影时间为0.5-5s，在溶液中轻微晃动样品以加快显影速度，用去离子水清洗，用洗耳球迅速吹干，以防止光刻胶由于长时间浸泡而产生脱膜或强压气体吹破基底薄膜，从而形成纳米环堆叠阵列的光刻胶模版；

（3）利用磁控溅射镀膜机在纳米环堆叠阵列的光刻胶模版样品表面溅射一层厚度为20-100nm的金薄膜，形成具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底。

5.根据权利要求4所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的制备方法，其特征在于：所述基底是具有60%以上反射率的抛光材料，所述基底材料厚度为0.2-2mm。

6.根据权利要求4所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的制备方法，其特征在于：所述光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶，光刻胶分辨率不低于500nm，光刻胶的厚度为500nm-2μm。

7.根据权利要求4所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的制备方法，其特征在于：所述多光束激光干涉光场所选用的激光波长为250-400nm。

8.根据权利要求4所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的制备方法，其特征在于：所述多光束激光干涉光场为具有非调制性的三光束干涉、四光束、五光束或者更多光束干涉。

9.根据权利要求4所述的一种具有表面增强拉曼散射的金纳米环堆叠阵列基底的制备方法，其特征在于：如果光束能量1mW/cm²，曝光时间是200s，显影时间0.5s，能够达到最佳的效果。