[发明专利]一种表面增强拉曼衬底及其制备方法

说明书

本发明提供了一种表面增强拉曼衬底及其制备方法。所述拉曼衬底包括纳米网状结构和位于所述纳米网状结构上的纳米球状结构形成的复合结构，以及位于复合结构表面的金属颗粒。所述拉曼衬底的制备方法包括以下步骤：(1)将正性电子束抗蚀剂和负性电子束抗蚀剂混合，得到混合电子束抗蚀剂，将所述混合电子束抗蚀剂涂覆在基底上，得到涂覆后的基底；(2)在涂覆后的基底上形成纳米阵列图案，显影得到纳米结构，在所述纳米结构上沉积金属，得到所述拉曼衬底。本发明提供的表面增强拉曼衬底具有优异的表面增强拉曼效应和极佳的检测灵敏度，可显著提升拉曼测试结果的均一性和可重复性。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种纳米结构的制备方法，尤其涉及一种表面增强拉曼衬底及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射因其具有单分子特异性识别，数据获取速度快，灵敏度高等优势而广泛应用于化学和生物医学等相关领域的单分子以及单细胞的检测与分析。其中，衬底对增强效果起着决定性作用。近年来发现，金属/介电材料复合的纳米结构比传统的单一金属纳米结构会带来更加显著的拉曼增强效果。这与光和金属/介电材料界面之间强烈的相互作用密切相关。

与化学合成方法相比，利用纳米加工技术制作的表面增强拉曼衬底结构具有纳米结构设计灵活可调、纳米结构尺寸均一可控、制作的纳米结构衬底可重复使用、性能一致性好、便于长期保存、适用于各类材料的加工和制备、易于开展标准化和定量化研究以及便于实际应用等优势。

CN106770180A公开了一种表面增强拉曼衬底及其制备方法。该方案所述拉曼衬底是由金属和介电材料组成的纳米阵列结构，所述纳米阵列结构的线宽为10-25nm，其制备方法包括如下步骤：(1)在硅衬底上旋涂负性电子束抗蚀剂，曝光、显影、浸泡和干燥制备得到负性电子束抗蚀剂纳米阵列结构；(2)对步骤(1)制备的电子束抗蚀剂纳米阵列结构进行退火处理形成稳定的介电材料；(3)在步骤(2)得到的介电材料表面沉积一层金属颗粒，从而获得所述表面增强拉曼衬底。该方案的不足在于得到的表面增强拉曼衬底的表面增强拉曼效应以及探测灵敏度和探测极限还有待进一步提高。

因此，开发一种表面增强拉曼效应更加优异的表面增强拉曼衬底对于本领域具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种表面增强拉曼衬底及其制备方法。本发明提供的表面增强拉曼衬底具有优异的表面增强拉曼效应以及极高的探测灵敏度和很低的探测极限，检测重复性很高。本发明提供的制备方法流程简单，成本低廉，适合进行大规模生产。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种拉曼衬底，所述拉曼衬底包括纳米网状结构和位于所述纳米网状结构上的纳米球状结构形成的复合结构，以及位于复合结构表面的金属颗粒。

本发明提供的拉曼衬底为表面增强拉曼衬底。这种拉曼衬底具有独特的由纳米网状结构和位于所述纳米网状结构上的纳米球状结构组成的复合结构，这样的复合结构因为同时具有相互配合的网状和球状两种纳米结构，相比于单一的纳米结构具有更高的检测灵敏度以及更好的测试结果的均一性和可重复性。而位于所述复合结构表面的金属颗粒，对于所述拉曼衬底性能的提高也具有重要作用。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述拉曼衬底由纳米网状结构和位于所述纳米网状结构上的纳米球状结构形成的复合结构，以及位于复合结构表面的金属颗粒组成。本发明中，当所述拉曼衬底仅由纳米网状结构和位于所述纳米网状结构上的纳米球状结构形成的复合结构，以及位于复合结构表面的金属颗粒组成时，具有更加优良的效果。

优选地，所述纳米网状结构为纳米周期网状结构。

优选地，所述拉曼衬底为三维阵列结构。