[发明专利]一种基于PMN-PT的E-SERS基底及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于PMN‑PT的E‑SERS基底及其制备方法与应用，所述E‑SERS基底包括PMN‑PT基片，PMN‑PT基片表面包覆Ag薄膜。其中PMN‑PT的存在在波动的温度下能够有效地将热能转化成电能，产生的电势可以调节SERS信号强度。大面积，高质量均匀分布的Ag膜为信号的采集提供了稳定性。采用该发明方法，工艺简单，重复性高，易于批量生产，在节省成本的同时能够提供非常良好的拉曼增强效果，大大促进了SERS基底在实际中的应用和推广。

技术领域

本发明属于拉曼检测领域，涉及一种电场诱导拉曼增强(E-SERS)基底，尤其涉及一种基于热释电PMN-PT的基底及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

得益于对目标分子的特异性和灵敏性探测，表面增强拉曼光谱(SERS)已经发展成为一种强大的检测分析技术。金、银、铜等贵金属纳米结构具备强烈的SERS效应，使其成为SERS基底开发的热点材料。但是单一的贵金属基底在制备完成之后，其对靶分子的增强效果就固定了，不利于后续广泛地应用。

压电材料可以将机械能转化为电能，已经有研究将压电FF-PNTs和银纳米颗粒结合制备出FF-PNTs/Ag复合材料并对4-ABT分子进行了压电SERS探测。弯曲状态下的基底比伸展状态下的基底的SERS信号高十倍以上。但是上述复合基底在测试过程中很容易失焦，这对于需要稳定的拉曼测量是不利的。除此之外，信号的增强倍数也有待进一步优化。因此目前所构筑的FF-PNTs/Ag基底不适合在实际中应用。

发明内容

为克服上述现有技术的不足之处，本发明提出一种基于热释电铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)的E-SERS基底及其制备方法和应用，构建了一种PMN-PT/Ag复合材料基底。其中，PMN-PT是一种优异的热释电材料，具备高热释电系数，而且已经证明了PMN-PT在波动的环境温度下具有显著的电学输出特性。由温度波动产生的电势施加在银/分子系统上可以显著提升SERS的敏感性。制备过程中，只需要在商业化PMN-PT薄片上均匀地蒸镀上银膜，就可以得到大面积的PMN-PT/Ag复合材料。制备工艺简单，而且均匀的表面形貌极大地提高了测试过程中的稳定性，消除了由于基底的不均一性引起的信号干扰。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于PMN-PT的E-SERS基底，所述E-SERS基底依次包含PMN-PT基片和银薄膜；银薄膜包覆于PMN-PT基片表面上。

进一步地，所述PMN-PT基片规格为10*10*0.5mm，001晶相。

进一步地，所述Ag膜厚度为5nm。

上述基于PMN-PT的E-SERS基底，包括如下步骤：在抛光的PMN-PT基片上蒸镀Ag薄膜。

进一步地，在PMN-PT基片上蒸镀Ag膜之前，对PMN-PT基片分别进行乙醇和去离子水擦拭。

进一步地，所述蒸镀采用真空蒸发镀膜法、磁控溅射镀膜法或离子镀膜法。

进一步地，蒸发源采用纯度为99.99％的银耙，抽真空至8×10^-6托(Torr)后控制电流的速率蒸镀，在基片上沉积一层Ag薄膜。

上述E-SERS基底在E-SERS领域中的应用。

一种E-SERS传感器，包括所述的E-SERS基底。

一种E-SERS传感器系统，包括所述的E-SERS传感器。

本发明具有以下有益效果：