[发明专利]一种金银阵列结构的SERS基底及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种金银阵列结构的SERS基底及其制备方法和应用。该SERS基底包括金属衬底和生长在所述金属衬底上的若干金纳米锥；所述金纳米锥表面覆有银纳米膜，所述金纳米锥呈阵列式分布；所述金纳米锥的锥底直径为40～100nm，金纳米锥的高度为100～220nm。该纳米锥阵列结构具有表面积大、散射面积大、局域电磁场强度大等特点，在金属箔片上生长尺寸、分布和厚度可控的阵列基底可以极大地改善基底的稳定性和电磁场增强能力。在作为SERS基底使用时，具有均匀性良好、重现性好、灵敏度高和稳定性好等优点。金银阵列结构的SERS基底可以用于有机物的检测。

技术领域

本发明属于表面增强拉曼光谱技术领域，尤其涉及一种金银阵列结构的SERS基底及其制备方法和应用。

背景技术

表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS)是一种无损快速检测技术，可以利用光谱指纹实现对分子的识别，因而被广泛的应用于食品安全、环境分析、实时监测等领域。贵金属材料(金、银、铜、铂等)因其独特的光学、电学性质而在表面增强拉曼光谱领域表现出了很好的性能。然而，游离的贵金属粒子的稳定性和重复性难以保证。此外，复杂样品中的严重的基质干扰极大地限制了SERS技术的应用。对于痕量物质的检测而言，构筑均匀和重现的贵金属SERS基底实现灵敏度高的精准分析十分重要。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种金银阵列结构的SERS基底。该金银阵列结构的SERS基底具有较好的灵敏度和稳定性。

本发明还提供了一种金银阵列结构的SERS基底的制备方法。

本发明还提供了一种金银阵列结构的SERS基底的应用。

本发明还提供了一种有机物含量的检测方法。

本发明的第一方面提供了一种金银阵列结构的SERS基底，包括金属衬底和生长在所述金属衬底上的若干金纳米锥；所述金纳米锥表面覆有银纳米膜，所述金纳米锥呈阵列式分布；所述金纳米锥的锥底直径为40～100nm，金纳米锥的高度为100～220nm。

本发明关于金银阵列结构的SERS基底的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：

本发明在金属衬底上原位生长表面含有银纳米膜的金纳米锥阵列结构，所述金纳米锥的锥底直径为40～100nm，金纳米锥的高度为100～220nm。金纳米椎体具有“避雷针效应”可以显著放大锥尖端的电磁场增强效应，银纳米膜可以进一步提升局域电磁场强度。因此所述纳米锥阵列结构具有表面积大、散射面积大、局域电磁场强度大等特点，在金属衬底上生长尺寸、分布和厚度可控的阵列基底可以极大地改善基底的稳定性和电磁场增强能力。在作为SERS基底使用时，具有均匀性良好、重现性好、灵敏度高和稳定性好等优点。

根据本发明的一些实施方式，所述银纳米膜的厚度为5～50nm。

根据本发明的一些实施方式，所述金属箔片的厚度为0.01～2mm。

根据本发明的一些实施方式，所述金属衬底为镍箔片衬底、镍丝衬底、镍泡沫衬底中的至少一种。

本发明的第二方面提供一种金银阵列结构的SERS基底的制备方法，包括如下步骤：

S1、将金属衬底与金化合物、十六烷基三甲基溴化铵混合，室温条件下生长，得到金纳米锥阵列基底；

S2、将金纳米锥阵列通过磁控溅射喷镀银靶材或者将金纳米锥阵列通过原位生长制备纳米银，得到金银阵列结构的SERS基底。

本发明关于金银阵列结构的SERS基底的制备方法的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：