[发明专利]一种制作表面增强拉曼散射基底的方法

摘要

本发明公开了一种制作超高性能SERS基底的方法。首先，选取蝉翼、蝴蝶翅膀、金刚鹦鹉羽毛等生物微结构作为基板，对生物微结构基板进行简单的清洗、晾干和整形处理。然后，通过磁控溅射或者离子束溅射等精确镀膜方法在生物微结构基板上镀金、银等贵金属膜制作出SERS基底。通过控制镀膜厚度达到精确控制微纳结构间隙尺寸的目的，微纳间隙尺寸可控制到小于10nm。制作出的SERS基底具有大面积、低成本、均匀、环保、超灵敏且间隙精确可控等突出优点。本发明选取环保材料作为基板，用一种非常简单、成熟且低成本的方法制作出了符合实际应用需要和理论研究需要的高性能SERS基底，为SERS效应的理论研究和实际应用提供了强大工具和坚实基础。

主权项

一种制作表面增强拉曼散射基底的方法，该方法以生物微结构为模板及溅射沉积金膜制作表面增强拉曼散射基底，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)制作生物微结构模板；选取生物微结构模板，对选取的生物微结构模板进行清洗、晾干以及整形处理；2)用溅射沉积的方法在生物微结构模板上沉积不同厚度金膜，制作出实用面积大于1cm²的超灵敏表面增强拉曼散射基底；生物微结构模板是指表面上存在纳米、微米量级微结构的生物组织或生物身体部位；生物组织或生物身体部位存在的纳米、微米量级微结构具有大于4mm²的面积，生物微结构模板中的周期性微纳结构的周期的尺寸偏差不大于平均尺寸的30％且尺寸在10nm到2μm之间；所述生物微结构模板为蝉翼上的纳米锥阵列结构；步骤(1)中生物微结构模板的清洗、晾干以及整形处理方法具体步骤如下：11)选取生物体表存在纳米、微米量级的微结构，直接作为生物微结构模板；12)清洗：将生物微结构模板用纯净水进行多次清洗后，浸入高纯乙醇溶液中使用超声清洗机进行超声清洗，超声清洗机功率30W，清洗10分钟，以去除生物微结构模板上的污渍释放粘连的纳米锥，以保证蝉翼表面的纳米结构不粘连、均匀分布，进而保证了拉曼光谱强度具有较小的偏差；13)整形处理：将清洗干净的生物微结构模板铺平展开放置在载玻片或者硅片的硬质平面上，压好晾干，然后利用无拉曼活性胶水平铺黏贴在硬质平面上；步骤2)包括以下具体步骤：21)打开磁控溅射或者离子束溅射真空镀膜机的真空镀膜腔，将清洗、整形好的生物微结构模板放入真空镀膜样品池内并固定好，保证溅射原子方向与生物微结构模板的法线方向一致；22)盖好真空镀膜腔，抽真空至10^‑4帕，并设置镀膜厚度进行镀膜；通过精细调控镀膜厚度实现微纳结构占空比的精细控制，即实现对微纳金属结构的微纳间隙尺寸的精细调控，可制作小于10nm金属微纳间隙结构；当金膜厚度为300nm时，微纳间隙尺寸小于10nm。