氮化钛/氧化锰复合薄膜制备及其SERS特性研究

以四氯化钛为钛源,采用氨气还原氮化法得到氮化钛薄膜,再以草酸锰为原料,通过电化学沉积法在氮化钛薄膜表面沉积氧化锰纳米结构,利用XRD、XPS、FE-SEM、RAMAN测试表征薄膜组成、结构及其表面增强拉曼光谱(SERS)性能.XPS分析表明制备的复合薄膜中Mn元素以多种价态形式存在,利用XRD对薄膜晶相分析发现氮化钛为面心立方晶型,氧化锰为无定形.随着沉积时间的增加,沉积在薄膜上的氧化锰颗粒长大,并逐渐细化呈细条状,薄膜表面变得粗糙.利用R6G作为拉曼探针分子研究氮化钛/氧化锰复合薄膜的SERS效应,结果表明,氮化钛/氧化锰复合薄膜具有拉曼增强效应,在沉积时间为30 s时达到最大值,拉曼信号强度是纯氮化钛薄膜的2倍,且复合薄膜均匀性较好,拉曼检测极限为10-5 mol·L-1,经计算其拉曼增强因子为7.412×102.由此可见,采用电化学沉积制备的氮化钛/氧化锰复合薄膜具有作为SERS基底材料的应用潜力.     

低成本氧化铟锡基底的制备及其SERS活性

本文采用脉冲激光沉积和真空退火的方法在铝箔上制备氧化铟锡(indium tin oxide, ITO)表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底,并研究了ITO基底的SERS特性。沉积了700、1 000、1 300、1 600、2 000五组脉冲数的基底,测量结果显示薄膜厚度与脉冲数接近线性关系,当ITO薄膜厚度为60.80 nm(脉冲数为1 300)时,拉曼信号的增强程度达到最大值,其拉曼强度是Au基底的2~3倍。研究表明,真空退火能够显著提升ITO基底的拉曼增强效果,不同厚度的ITO薄膜基底均具有明显的SERS增强效果,可以通过控制薄膜厚度对ITO基底进行SERS调控。这些研究结果可为后续ITO材料SERS研究及应用提供参考依据。     

静电纺丝法制备柔性SERS基底及性能研究

利用静电纺丝技术制备了聚乙烯醇(PVA)/银纳米粒子高活性SERS柔性基底.将硝酸银、聚乙烯醇按照一定比例混合配置纺丝溶液,纺丝成膜后采用紫外光照射还原法得到纳米纤维基底.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅立叶红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(Raman),紫外可见光谱(UV-Vis)等技术,对合成的纳米纤维基底进行表征.研究表明,银纳米颗粒呈球形分布在复合纤维中,粒径小于10 nm.以罗丹明为探针分子,硝酸银含量16 wt;,紫外光照射3 h制备的基底具备最优的SERS性能.同时将此基底应用于烟酸药品检测,拉曼检测极限可达10-5 mol·L-1.     

树叶状纳米银的电化学制备及表面拉曼增强效应

采用电化学沉积法,以柠檬酸钠为配位剂和稳定剂,在FTO导电玻璃上成功合成树枝状,球状和树叶状纳米银.利用冷场发射扫描电镜,X射线衍射仪和能谱仪对纳米银进行分析和表征.研究了柠檬酸钠和沉积电压对纳米银形貌和尺寸的影响.以罗丹明B为探针,进一步研究了不同形状纳米银的表面增强拉曼效应.实验结果表明,当沉积电压为0.5V,柠檬酸钠浓度为0.001 mol/L,沉积时间为1800 s合成的树叶状纳米银具有良好的SERS效应,可探测罗丹明B分子的特征结构.该合成方法简单,方便,快速,合成的银纳米基底有望用于环境监测和材料结构分析等领域.     

纳米Ge薄膜的制备及光致发光特性研究

采用直流磁控溅射技术在不同生长温度制备了一系列的Ge薄膜.应用拉曼散射、X射线衍射、光致发光等技术表征薄膜的结构.结果表明:Ge薄膜的结晶温度约为380℃,并且随着生长温度的升高,Ge的结晶性变好,晶粒长大;对不同尺寸Ge薄膜的光致发光研究表明:随着纳米Ge晶粒尺寸的减小,光致发光峰的相对强度逐渐增强,且发光峰位发生蓝移.用有效质量近似模型讨论了量子尺寸效应和介电限域效应对纳米Ge颗粒发光特性的影响.     

射频磁控溅射不锈钢衬底AlN薄膜的制备与特性研究

利用正交实验设计方法,采用射频磁控溅射法在不锈钢衬底上制备了AlN薄膜,并利用XRD、激光拉曼光谱、荧光光谱等技术对AlN薄膜的结构及发光特性进行了表征.通过实验数据分析,得出如下结论:利用射频磁控溅射法在不锈钢衬底上制备的纤锌矿结构AlN薄膜,在所有参数下,(100)面最易生长;在溅射功率为300～400 W、衬底温度为100～200 ℃、氮气流量百分比为30;、溅射时间为1 h时,制备出的AlN薄膜结晶状况较好.制备出的AlN薄膜没有明显的拉曼峰,但不锈钢衬底不仅有拉曼峰,而巨在紫外区有很强的荧光发射峰.在不锈钢上镀膜后,拉曼峰的强度有所变化并巨伴随着频移.     

Ag/MoS2复合纳米材料对香精分子的SERS效应

采用正丁基锂插层法在室温下制备了MoS2纳米片悬浊液;同时,在酒石酸和抗坏血酸的还原作用下,由硝酸银溶液制备了Ag纳米粒子分散液.将两种液体按一定比例混合,再放置过夜后就可制得Ag/MoS2复合纳米材料.以邻氨基苯甲酸甲酯香精分子为标记物,在波长为785 nm的激光激发下,对该复合材料的表面增强拉曼散射(SERS)光谱性能进行了测试,结果表明,该材料对香精分子具有很高的SERS效应.     

基于银纳米颗粒的PCF SERS传感器优化设计

为充分发挥表面增强拉曼散射(SERS)光子晶体光纤(PCF)传感器的应用价值,对实芯PCF的结构、银纳米颗粒结构参数对传感性能的影响进行研究与对比,据此设计出适用于PCFSERS传感的实芯PCF以及银纳米颗粒的形状、大小、间距等参数.经数值计算,入射波长为785 nm时,设计的实芯六孔PCF模场面积可达25.8 μm2,并能够实现单模传输.而半径为38 nm的银纳米球,间距为0.7nm时能够产生最大的SERS增强因子.研究证明,设计的实芯PCF在785 nm输入波长下能够提供理想的活性面积,银纳米颗粒的形状、尺寸、间距对SERS性能影响严重,而且与入射波长有很强的依赖关系.     

多孔硅-Au/Ag枝晶复合材料研究进展

基于金属包裹的多孔硅衬底具有制备成本低、检测能力强的优点。自20世纪表面增强拉曼散射(SERS)现象被发现以来,多孔硅-Au/Ag复合材料逐渐展现出作为SERS衬底的优势,被广泛应用于生物、化学、医疗等领域。本文综述了近些年来基于多孔硅复合Au/Ag纳米颗粒混合平台的研究,重点讨论了将贵金属Ag/Au复合于多孔硅衬底上的制备方法,介绍了它们在不同制备条件下枝晶结构的生长形貌和检测性能,并对多孔硅-Ag/Au枝晶复合结构作为SERS衬底的未来发展进行简要分析。     

纳米非晶碳薄膜的制备及其场致电子发射特性

采用微波等离子体增强化学气相沉积(MPECVD)法,在涂有FeCl3的硅衬底上制备出了纳米非晶碳薄膜.通 过SEM、XRD和拉曼光谱分析了薄膜材料的形貌和结构.并研究了薄膜材料的场发射特性.结果表明:薄膜的开启电场仅为0.39 V/μm;当电场强度为1.85 V/μm时,电流密度高达3.06 mA/cm2;且场发射点均匀、密集、稳定.迭代法计算表明薄膜材料的功函数为3.1 eV,发射点密度约为1.7×105个/cm2.这些均表明该薄膜是一种性能优良的场发射阴极材料.