仿自然贵金属纳米结构：设计，组装及在SERS和TERS上的应用

表面增强拉曼光谱能够提供物质的振动信息并且具有很高灵敏度，被广泛地应用在化学、生物学和环境等需要高灵敏度监测的领域。如今广泛研究的SERS基底大多存在重复性和均匀性差的问题，直接妨碍SERS技术的应用。发展形貌可控、增强性能好、重复性好且均匀的基底是SERS发展的重要方向。本课题计划模拟世界自然奇观"磬吉"的形貌和形成过程,设计与制备贵金属纳米针阵列结构;通过理论模拟计算和实验验证相结合的方法，优化纳米结构参数；利用独特的氩离子冲击技术制备高质量的SERS活性材料，为开发探测极微浓度化学污染物及毒品的传感器奠定基础。同时利用该技术设计和制备新型Tip-On-Tip TERS探针。相对于国际上广泛应用的TERS探针，新型探针将有望大幅提高拉曼信号强度和提高原位SPM探测图像精度,并有望解决TERS发展的瓶颈,促进单分子拉曼光谱研究的进一步发展。

表面增强拉曼光谱能够提供物质的振动信息并且具有很高灵敏度，被广泛地应用在化学、生物学和环境等需要高灵敏度监测的领域。如今广泛研究的SERS基底大多存在重复性和均匀性差的问题，直接妨碍SERS技术的应用。发展形貌可控、增强性能好、重复性好且均匀的基底是SERS发展的重要方向。本课题模拟世界自然奇观"磬吉"的形貌和形成过程,设计与制备贵金属纳米结构;通过理论模拟计算和实验验证相结合的方法，优化纳米结构参数；利用独特的氩离子冲击技术制备了高质量的Au、Ag-SERS活性材料；该材料最低可探测到10^-12M的R6G分子，其SERS增强因子达到10^10级别；可在3s内探测到27ppb的K粉毒品，为开发探测极微浓度化学污染物及毒品的传感器奠定基础。同时利用该技术设计和制备了新型TERS探针。相对于国际上广泛应用的TERS探针，新型探针大大提高了拉曼信号强度,有望解决TERS发展的瓶颈,促进单分子拉曼光谱研究的进一步发展。本项目合理使用经费，在Nanoscale等杂志发表SCI论文17篇，专利2项，专著2章节，受邀在国际会议上做邀请报告4次，培养了1名硕士生和3名博士生，很好的完成了预期目标。