非球状纳米结构阵列型SERS基底及其构效关系研究

针对难以大批量制备"兼具面积大、灵敏度高、重现性好和稳定等特点的高质量SERS（表面增强Raman散射）活性基底"的突出问题，提出"以纳米结构呈均匀周期性排布的大面积阵列为起始模板，构筑与模板等同面积和规律排布的非球状纳米结构阵列，将此类阵列用作SERS活性基底"的研究策略。拟采用纳米SiO2球的非紧密排布型大面积阵列为起始模板，构筑半球凸、半球凹、半球壳、（双金属）培养皿、环状和柱状等多种非球状纳米结构的阵列，在大面积范围和等同排布规律的框架内，着重考察阵列结构单元的形状、尺寸、间距、化学组成和Hot-spots面密度等结构参数与SERS性能之间的构效关系。为建立技术流程简单可控、灵敏度高、重现性好和稳定SERS基底的大规模制备新技术和其它功能性纳米器件提供有力支撑。

针对难以大批量制备“兼具面积大、灵敏度高、重现性好和稳定等特点的高质量SERS（表面增强Raman散射）活性基底”的突出问题，提出“以纳米结构呈均匀周期性排布的大面积阵列为起始模板，构筑与模板等同面积和规律排布的非球状纳米结构阵列，将此类阵列用作SERS活性基底”的研究策略。采用纳米SiO2球的非紧密排布型大面积阵列为起始模板，成功构筑了半球凸、半球凹、半球壳、环状和柱状等多种非球状纳米结构的阵列，单片阵列面积最高可达180 cm2；在大面积范围和等同排布规律的框架内，球凹阵列的SERS增强效应大于球凸阵列，球凸阵列的SERS增强因子高达107-108量级，随着球凸排布密度增加略有增大，而球凹阵列的SERS增强因子高达108-109量级，随着球凹排布密度增加略有减小；在离子交换树脂微球表现可一步实现金属(或半导体)纳微结构形成及其阵列组装的同时完成，所得金属阵列表现出良好的SERS性能及重复催化活性，该策略可简便地实现微球状SERS基底的高通量制备；SERS活性金属纳米颗粒在巯基树脂微球表面有序组装也是制备微球型SERS基底的有效方法，其SERS性能随纳米颗粒尺寸增加而增大，可用于百草枯的微量检测。可为建立技术流程简单可控、灵敏度高、重现性好和稳定SERS基底的大规模制备新技术和其它功能性纳米器件提供有力支撑。