高活性UV-ERS金属纳米结构的制备及其增强活性研究

本项目主要对铝、铑、钯等金属的有序纳米孔洞、纳米光栅或壳层隔绝纳米粒子在紫外光激发下的增强拉曼散射活性及其增强机理进行实验和理论联合研究，深入探索高活性UV-ERS基底的构筑方法及内在增强机理,促进UV-ERS的实际应用。实验上拟通过合理选择基底材料，采用电子束直写、聚焦离子束刻蚀等微结构加工技术构筑长程有序纳米结构，制备出高活性与高稳定性兼备的UV-HERS基底;采用化学方法合成壳层隔绝纳米粒子，通过UV-SHINERS技术大幅提高过渡金属的UV-ERS活性。结合UV-HERS及UV-SHINERS所提供的确定性物理模型及实验结果，理论上综合应用Mie 理论、三维时域有限差分法、密度泛函理论等对UV-ERS中的物理增强与化学增强机制进行系统分析，深刻认识UV-ERS中光、纳米结构、分子三者之间的相互作用，推进复杂的UV-ERS机理研究。预期在国际高水平学术刊物上发表8-10篇研究论文。

本项目主要对金属的有序纳米孔洞、纳米光栅或壳层隔绝纳米粒子在紫外光激发下的增强拉曼散射活性及其增强机理进行实验和理论联合研究，深入探索了高活性UV-ERS基底的构筑方法及内在增强机理,促进了UV-ERS的实际应用。实验上合理选择了铝基材料，设计出了高活性与高稳定性兼备的UV-SERS基底并采用电子束直写、聚焦离子束刻蚀等微结构加工技术进行了纳米结构的实验构筑;采用化学方法合成壳层隔绝纳米粒子，通过SHINERS技术大幅提高了所设计的UV-TERS针尖的拉曼活性。结合UV-SERS及UV-TERS所提供的确定性物理模型及实验结果，理论上综合应用Mie 理论、三维时域有限差分法、密度泛函理论等对UV-ERS中的物理增强机制进行了系统分析，进一步深刻认识了UV-ERS中光、纳米结构、分子三者之间的相互作用，推进了复杂的UV-ERS机理研究。在国际高水平学术刊物上发表了15篇SCI研究论文，其中影响因子在6.0以上的研究论文6篇，包括J. Am. Chem. Soc. 1篇，ACS Nano. 1篇，Chem Commu. 4篇。其他重要研究成果在Langmuir，Phys. Chem. Chem. Phys.和中国科学等其它国内外重要期刊上发表。在基金的支持下，项目申请人招收了３名在读博士研究生并培养了5名硕士研究生。项目相关的研究成果在全国性学术会议上３次做大会特邀报告，多次做邀请报告。