重离子径迹金属纳米结构的SERS增强效应研究

痕量物质检测在国家安全、疾病诊断、环境卫生等领域具有举足轻重的意义。基于金属纳米结构表面等离子体光子学的表面增强拉曼散射效应（SERS）为单分子水平的痕量物质检测提供了一个新的机遇。深入了解SERS的增强机理及寻找具有极强效应的SERS基底成为目前国际上的一个热点研究领域。近期，我们首次发现基于重离子径迹的金属纳米线阵列具有独特的表面等离子体共振特性，这些新特性说明重离子径迹纳米结构将具有优异的SERS增强效应。本项目针对我们的研究发现，拟开展重离子径迹纳米结构的SERS增强效应研究。通过改变纳米线的材料种类、直径、长度、线间距以及激发光入射角度等实验参数，获得上述参数对其SERS增强效应的各自影响规律并阐明相应的影响机理。此外，将在国际上首次开展锥形纳米线（纳米锥）的SERS增强效应研究。项目研究成果将拓宽SERS的应用体系，为具有极强增强效应的SERS基底设计提供基础数据和理论依据。

基于表面增强拉曼散射（SERS）的痕量物质检测在国家安全、环境监测、疾病诊断和食品卫生等领域具有重要的应用意义。SERS为单分子水平的痕量物质检测提供了一个新的机遇。深入了解SERS 的增强机理及寻找具有极强效应的SERS 基底成为目前国际上的一个热点研究领域。在前期发现的金属纳米线阵列支持表面等离子体共振特性暗示重离子径迹纳米结构亦具有优异的SERS 增强效应。本项目在此基础上，开展了基于重离子径迹纳米结构的SERS 增强效应研究。通过改变纳米线的材料种类、形状、直径、长度、线间距以及激发光入射角度等实验参数，获得了上述参数对其SERS 增强效应的影响关系，并在理论上阐明相应的影响机理。另外，还成功研制出金和铜纳米锥阵列，并研究了纳米锥的SERS 增强效应。项目研究成果拓展了重离子径迹技术的应用范围，获得了大量数据，为具有极强增强效应的SERS 基底设计提供了基础数据和理论依据。本项目的支持下，已发表SCI一区论文共2篇，二区论文共3篇，3区和4区论文共3篇。尚有部分结果正在分析总结整理中，在未来1-2年内即将发表。