[发明专利]一种具有宽带、全方位表面增强拉曼散射的多孔锥阵列及其制备方法

说明书

一种具有宽带、全方位表面增强拉曼散射的多孔锥阵列及其制备方法，属于表面增强拉曼光谱材料技术领域。本发明制备的多孔锥阵列具有宽带、全方位光吸收的性能，提供了多重热点和限域增强电磁场，具有灵敏的定量和痕量检测性能。在不同激发波长下或不同入射角时仍具有良好的检测能力，即宽带、全方位表面增强拉曼散射检测能力。宽带性能是指在不同拉曼激发波长下都具有通用性，避免了设计并制备不同的纳微结构以匹配拉曼激发波长的复杂过程；全方位性能是指在不同入射角下都具有通用性，同时也可以降低实验操作带来的误差。本发明为制备宽带、全方位表面增强拉曼散射基底提供了一种有效、便捷的制备方法，对拉曼检测的实际应用有重要的意义。

技术领域

本发明属于表面增强拉曼光谱材料技术领域，具体涉及一种具有宽带、全方位表面增强拉曼散射的多孔锥阵列及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)，是指一种能够放大分析物拉曼散射信号，并提供丰富的分子结构信息的振动光谱技术^[1]，因其超灵敏的检测能力，在生物传感、环境监测、药物检测方面有着广泛的应用^[2-4]。

金属纳微结构因其局域型表面等离子体共振(Localized Surface PlasmonResonance，LSPR)带来的增强电磁场有利于提高表面增强拉曼散射，近十年来得到了广泛的关注，各种不同的纳微结构被设计制备^[5-7]。制备这些纳微结构的一般策略是设计特定的结构尺寸，使其LSPR峰位与SERS激发波长匹配，以放大待测物的拉曼散射信号，因此需要制备不同尺寸的纳微结构以匹配拉曼激发波长，设计复杂，非常耗时耗力。因而设计一种在各个激发波长下通用的表面增强拉曼散射基底具有十分重要的意义。此外，一般的SERS基底只有在光垂直入射时才表现出良好的信号响应，因此制备一种光从不同倾斜角度入射时也具有良好检测性能的SERS基底，即全方位SERS基底，有利于减小实验操作带来的误差，也具有十分重要的意义。综上，提供一种简单低成本的方法制备具有宽带、全方位表面增强拉曼散射的基底具有重要的意义。

[1]Langer,J.；Jimenez de Aberasturi,D.；Aizpurua,J.；Alvarez-Puebla,R.A.；Auguie,B.；Baumberg,J.Liz-Marzan,L.M.et al.,ACS Nano 2020,14,28-117.

[2]Liu,Y.；Kim,M.；Cho,S.H.；Jung,Y.S.,Nano Today 2021,37,101063.

[3]Xu,K.；Zhou,R.；Takei,K.；Hong,M.,Adv.Sci.2019,6,1900925.

[4]Chen,J.；Huang,Y.；Kannan,P.；Zhang,L.；Lin,Z.；Zhang,J.；Chen,T.；Guo,L.,Anal.Chem.2016,88,2149-2155.

[5]Ma,J.；Liu,W.；Ma,Z.；Song,P.；Zhao,Y.；Yang,F.；Wang,X.,Nanoscale 2019,11,20194-20198.

[6]Lee,N.；Kim,R.；Kim,J.Y.；Ko,J.B.；Park,S.-H.K.；Kim,S.O.；Brongersma,M.L.；Shin,J.,ACS Photonics 2021,8,1616-1622.

[7]Huang,F.M.；Wilding,D.；Speed,J.D.；Russell,A.E.；Bartlett,P.N.；Baumberg,J.J.,Nano Lett 2011,11,1221-1226.

发明内容

本发明的目的是提供一种简单低成本的具有宽带、全方位表面增强拉曼散射的多孔锥阵列及其制备方法。