Au/Pt合金氣凝膠應用于表面增強拉曼散射

周 林

（溫州大學化學與材料工程學院，浙江 溫州 325027）

自1974年表面增強拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)被發現以來，SERS因其靈敏、選擇性的檢測而成為強有力的分析工具，被廣泛應用于分子結構識別、生物分析和醫學檢測等領域[1-3]。無論是通過電磁機制還是化學機制，SERS底物都對促進分子吸附和優化SERS靈敏度至關重要，因為分子中普遍較弱的拉曼信號，需要通過這兩種機制在底物上得到強烈增強[4-5]。電磁增強是指吸附在金屬基體上的分子在10～200nm范圍內受到局部電磁場的增強。電磁增強的幅度高度依賴于襯底的等離子體吸收[6-8]。化學增強是由于分子和金屬表面的電子共振電荷的轉移在原子尺度粗糙度(＜5nm)，最終增加了分子的極化率，有效增加了拉曼散射截面[9-10]。SERS基底利用貴金屬納米結構表面增強的電磁場近場和/或納米顆粒聚集，特別是Ag和Au的局域表面等離子體共振(local surface isoionizing oscillator resonance, LSPR)的相互作用，產生集體等離子體共振，從而對拉曼信號進行高度放大[11-15]。在SERS檢測中，目標分子通常吸附在基底表面或納米顆粒上，因此所采用基底的形態、表面形貌和特征尺寸，對活性基底的效果和靈敏度起著關鍵的決定作用[16-17]。

目前二維基底材料已經得到了廣泛的研究，并且獲得了超高的增強因子[18-19]，但這種基底所能達到的SERS熱點的最大數量，限制在單個笛卡爾平面上。為了解決這個問題，研究者將研究目標轉移到了三維基底材料上。通過大幅增加三維空間，增加了三維空間中SERS熱點的數量和有效性，增加了3D SERS活性基底的通用性[20-22]，使得SERS活性區域不僅僅局限于笛卡爾平面。……