石墨烯-有序銀納米孔拉曼增強理論分析和實驗

邢豪健，尹增鶴，張 潔，朱 永

重慶大學光電技術及系統教育部重點實驗室，重慶 400044

引 言

自1974年英國科學家Fleischmann[1]在粗糙的銀電極表面獲得高質量的拉曼光譜，表面增強拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)作為高靈敏度的分析工具被廣泛應用于痕量物質檢測[2-3]。SERS增強主要來源于金屬納米結構中由等離子共振激發產生的高度集中的電磁熱點，一般增強因子可達106～108量級[4]。然而，由于電磁增強的不均勻性，金屬表面的分子吸附數量的不確定性，導致目前SERS基底的重復性比較差。

目前大量研究和技術致力于提高SERS基底的均勻性。如：納米壓印光刻[5-6]、 模板技術[7-8]和金屬納米粒子自組裝[9]等。納米光刻壓印是通過阻蝕劑的物理形變來實現圖形轉移的，利用該技術可制備各種納米級圖形，如：具有高密度SERS熱點的多孔金屬納米棒陣列[5]，金屬水稻葉片結構和木樁狀結構[6]等；具備高效率、 低成本以及良好的SERS增強效果等優點。模板法是指微米或納米尺寸的金屬微納結構在襯底上規則排列；Zhao等[7]以及Zhan等[8]利用模板技術分別制備出大規模、 高密度金屬納米錐陣列和柔性納米結構PDMS膜SERS基底，操作簡易，且擁有良好的均勻性。金屬納米粒子自組裝包括溶劑蒸發法、 Langmuir-Blodgett(LB)法和液-液界面自組裝法等；通過該方法可制備穩定、 均一、 高度有序的納米粒子陣列。然而，有些問題目前仍無法解決。首先，同一批次SERS基底樣品在不同時間，不同基底的增強仍然存在波動，導致絕對拉曼強度的不確定性[10]。其次，每次測試時金屬表面吸附分子數目存在波動性。……