[发明专利]一种Au-Au二聚体阵列结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Au-Au二聚体阵列基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1对衬底进行亲水处理；

S2用300nm-1μm聚苯乙烯微球，采用气-液界面自组装法在步骤S1得到的所述衬底表面制备出六方密排单层有序聚苯乙烯微球阵列；

S3在所述六方密排单层有序聚苯乙烯微球阵列表面依次进行：

第一次沉积，沉积30-100nm厚的金膜；

蒸发厚度为10-30nm的SiO₂层；

第二次沉积，在SiO₂层上沉积30-60nm厚的金膜；

S4对步骤S3得到的结构依次进行以下温度处理：

于300-400℃加热1.5-2.5h；

于800-1200℃加热7.5-8.5h；

于300-400℃加热1.5-2.5h；

自然降温，即得；

步骤S1中，将所述衬底依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮、浓硫酸、过氧化氢、去离子水中进行超声清洗各20-40min，清洗后90-110℃烘干，然后置于紫外臭氧环境中辐照25-35min，获得表面亲水的衬底；

在步骤S2中，取10-20μL含量为2.5wt％直径为300nm-500nm的聚苯乙烯微球悬浮液，与无水乙醇等体积混合，再进行15-30min的超声震荡制得均匀分散的聚苯乙烯微球乙醇稀释液；然后采用气-液界面自组装方法在所述衬底上制备出六方密排单层有序聚苯乙烯微球阵列；其中，超声频率为20-40KHz，功率为300-1000W。

2.根据权利要求1所述的Au-Au二聚体阵列基底的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第一次沉积和所述第二次沉积均采用磁控溅射沉积方法，所述SiO₂层由电子束蒸发制成。

3.根据权利要求2所述的Au-Au二聚体阵列基底的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射沉积的处理电流为20mA，保护气体为N₂，真空度控制为为8×10^-4Pa，溅射速率0.2-0.5nm/s；所述电子束蒸发保护气体为N₂，靶材料为高纯石英颗粒，高能电子束加速电压10kV，电子束流为10-100mA，束斑直径为3mm，蒸发真空度为1×10^-4Pa。

4.根据权利要求3所述的Au-Au二聚体阵列基底的制备方法，其特征在于，所述Au-Au二聚体阵列基底，包括，

衬底和所述衬底上阵列排布的Au-Au柱状二聚体基底，所述Au-Au柱状二聚体基底包括从所述衬底依次向上延伸的第一金颗粒、二氧化硅夹层和第二金颗粒；

所述第一金颗粒的粒径为100-400nm，所述第二金颗粒的粒径为100-350nm，所述二氧化硅夹层的厚度为10-30nm。

5.根据权利要求4所述的Au-Au二聚体阵列基底的制备方法，其特征在于，每平方毫米所述衬底上包括8×10⁴-3×10⁵个所述Au-Au柱状二聚体基底。

6.根据权利要求4或5所述的Au-Au二聚体阵列基底的制备方法，其特征在于，所述衬底为硅片衬底或石英衬底。

7.一种权利要求1-6任一项所述Au-Au二聚体阵列基底制备方法制备的Au-Au二聚体阵列基底，在表面增强拉曼散射检测分析领域的应用。