单分子表面增强光谱

单分子表面增强光谱的研究不仅对揭示分子与金属纳米结构的相互作用的物理机制具有重要意义, 而且具有重要的应用前景. 本文主要结合我们在单分子表面增强拉曼散射方面的研究工作, 介绍了单分子表面增强拉曼散射的研究进展, 包括增强机理、与入射光偏振的关系、多颗粒体系中对拉曼散射光的偏振调控、单分子表面增强拉曼散射中的光学力问题及单分子表面增强拉曼散射的远程激发, 并简要介绍了单分子针尖增强拉曼散射和单分子表面增强荧光.     

表面等离激元增强拉曼散射（SERS）的机理

被称为"指纹谱"的拉曼谱在生物、化学及医学研究中具有重要应用,特别是在单分子传感方面具有优势。但相对于入射光强,拉曼散射信号强度非常弱,需借助科学手段增强信号,即增强拉曼研究,这主要从增强拉曼信号强度和提高信噪比两方面着手。其中,表面增强拉曼散射(SERS)是其中一支极其重要的研究方向。本文从拉曼散射的基本原理出发,研究了金属微纳结构增强拉曼信号的机理,为基于拉曼信号的高灵敏度传感提供理论参考,并给出了一个实验结果。     

混合介质低频介电增强效应的等效电容模型

针对油气开采时岩石等混合介质在低频段出现的介电增强现象影响测井数据准确性的问题,提出一种混合介质低频介电增强效应的等效电容(CMEC)模型。首先根据储油层岩石电参数特性建立层状含膜介质模型,并将其等效为集总电路形式进行介电谱分析;同时给出3层含膜介质的电势分布,由此分析膜层电导率及膜层厚度对介电增强特性的影响。分析结果表明:等效介电常数在低频段的增强是电容模型有效厚度在低频段减小引起的,而其增强幅度和薄膜参数之间存在着定量关系;由于CMEC模型计算含膜介质介电谱时引入的模型参数相对较少,运算量约为有限差分算法等数值模拟方法的10%。该模型可为油田地质结构的低频介电测量提供准确依据。     

超薄Ti膜介电函数的尺寸效应

超薄Ti膜介电函数与薄膜厚度及外加电场频率的关系表明:超薄Ti膜的介电函数具有尺寸效应;超薄Tj膜介电函数实部随外加电场频率的增大而减小.对比超薄Ti膜直流电导率的实验结果,超薄薄膜形成过程中结构特征变化是导致介电函数尺寸效应的主要原因.     

表面增强拉曼散射基底及机理的研究进展

主要介绍了不同表面拉曼增强基底的发展历程,包括金属溶胶、金属颗粒附着的固体基底及以石墨烯为代表的碳基材料基底,并对其背后机制进行了完整的介绍.结合相关背景分析了未来表面拉曼增强研究的趋势.     

SERS的电动力学模型

本利用粗糙表面的一种长旋转椭球模型，用电动力学方法给出了对SERS较为详细的计算，并讨论了对增强因子R起重大作用的顶端放大因子A（ω)的一些特性．     

PVDF自供电柔性基底的制备及SERS性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,加入还原石墨烯,制备了具有电场调制性能的PVDF复合材料,进一步将其与具有表面等离子体性能的银纳米线(AgNWs)相结合,制备了一种自供电柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过折叠操作使基底表面带电荷,利用静电引力作用将溶液中带相反电荷的染料分子富集于基底表面后,基底表面银纳米线的表面等离子体共振作用使染料分子的拉曼信号得到增强。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对自供电柔性基底的形貌和结构进行表征,并利用拉曼光谱仪对该基底的拉曼增强性能进行了探究。研究结果表明,该自供电柔性SERS基底集富集-增强于一体,展现出了优异的拉曼增强性能,有望用于环境污染物分子的高灵敏检测。     

SERS与分子结构的关系 Ⅰ.氨基苯甲酸及某些染料分子在Ag胶粒上的SERS研究

本文研究了 n—氨基苯甲酸(n=2,3,4)和染料(或指示剂)两个系列化合物在 Ag 胶上的表面增强拉曼散射(SERS)与分子结构的关系。发现了甲基红、铬黑 T、酚酞、苯胺红、苯胺紫的 Ag 胶体系都有 SERS 效应,并用分子结构解释了 n—氨基苯甲酸(n=2,3,4)的 SERS 光谱的主要差异。     

温度对金属/绝缘电介质复合物介电函数的影响

采用两种最常用的近似方法(MGT和EMA)研究了金属/绝缘电介质复合材料有效介电函数随温度变化的规律,不同的方法描述的结果是不同的;MGT方法得到的介电函数实部始终随温度单调递增;而EMA方法得到的介电函数实部随温度增加或减小,同时两者的数值也相差较大,因此不同的复合材料的微观结构对系统的有效响应具有十分重要的作用.     

获得强荧光物质高灵敏度SERS方法的研究

讨论了一系列提高ＳＥＲＳ灵敏度的方法．通过选定合适的银胶体系做为ＳＥＲＳ实验基底，采用添加氯化物的方式，使ＲｈＢ的ＳＥＲＳ信号得到很大增强．增强因子可达１０１３倍．对此方法在生物学上的应用前景作了分析．同时，讨论了银胶新生光吸收带的可调节性及用于进一步提供ＳＥＲＳ灵敏度的可能性     

氧化石墨烯-金纳米粒子复合物的表面增强拉曼活性特性

通过水热法合成了氧化石墨烯-金纳米粒子复合物,利用透射电镜和紫外光谱对其进行表面特征和吸收特征分析,并以结晶紫为探针分子,利用拉曼技术分析其拉曼活性。研究结果表明,实验得到的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物可以成功检测到10^-4 mol/L的结晶紫溶液,具有良好的拉曼活性。     

喷墨打印纸质SERS基底应用于水果中福美双的检测

采用喷墨打印技术在疏水性相片纸表面沉积银纳米薄膜,制备了一种高效的纸质表面增强拉曼散射（SERS）基底（银纳米薄膜/相片纸）,并利用接触角测量仪与扫描电子显微镜（SEM）表征相片纸书写前后的浸润性和表面形貌.通过模拟福美双在果皮表面及果汁中的残留状态,对银纳米薄膜/相片纸基底的应用潜力进行评价.研究发现,该基底可以直接识别出果汁溶液或果皮表面掺杂的福美双分子,不需作任何预处理.对掺杂福美双的果汁最低检测的质量浓度低至0.024 mg∙L^-1,且特征峰强度与浓度间具有较好的线性关系;对果皮表面残留福美双分子的检测限为0.25 ng∙cm^-2.此外,在吸附福美双/果汁的基底表面随机选取10个点,研究银纳米薄膜/相片纸的均匀性,经计算1 142和1 377 cm^-1处的特征峰的相对标准偏差分别为7.8%和5.7%.结果表明：银纳米薄膜/相片纸在农药残留检测方面具有潜在的应用前景.     

丝网印刷法制备纸质SERS基底及其性能研究

以绘画纸、白卡纸和坐标纸为衬底,采用丝网印刷银油墨,制备了高效的表面增强拉曼散射(SERS)基底,结果表明:银薄膜/绘画纸的SERS活性最佳,其次是银薄膜/白卡纸和银薄膜/坐标纸,对结晶紫的最低检测限分别为10-8,10-7和10-7 mol·L-1.此外,在同一银薄膜/绘画纸表面随机选取10个不同位置,在特征峰913...     

从废旧DVD光盘到电化学方法可控的SERS基底

表面增强拉曼散射（SERS）光谱是一种高灵敏的检测技术,但制备高活性和低成本的SERS基底仍然是一大挑战.采用低成本的商业数字视频光盘（DVD）作为载体,用电化学技术原位合成金-银（Ag-Au）复合纳米结构作为SERS基底.通过电化学粗糙化技术,无需添加硝酸银（AgNO₃）和四氯金酸（HAuCl₄）前驱体溶液,就可以在DVD光盘上的沟槽状金银反射层表面上得到Ag-Au轨道团簇形态.经过一系列表征和优化,研究了Ag-Au复合纳米结构的SERS性能.结果表明：这种DVD衍生的SERS基底对不同的拉曼探针分子均表现出优异的增强性能、高均匀性（相对标准偏差（RSD）为7.88％）和出色的稳定性.这种简便高效的制备方法以及较高的SERS活性,使得DVD衍生的SERS基底成为开发便捷和一次性传感平台的较佳选择.     

异菸酸的表面增强喇曼散射(SERS)光谱

自七十年代中期Fleischmann等发现表面增强喇曼散射(Surface EnhancedRaman Scattering,简称SERS)以来,SERS研究已成为光散射研究中一个很活跃的领域。Fleischmann最早发现吸附在银电极表面吡啶的SERS光谱,以后Creighton等得到了吡啶吸附在金和银溶胶颗粒上的SERS光谱,还发现了岛膜表面吸附分子(离子)的SERS光谱。目前,半导体表面的SERS现象研究进一步引起人们的关注。本文就首次观察到的异菸酸在银溶胶上的SERS光谱及异菸酸在银电极上的SERS光谱作简单介绍。     

表面增强Raman散射光谱测定汽油中的正丙硫醇和异丙硫醇

以银溶胶为基底,用表面增强Raman散射(SERS)光谱快速测定液体汽油样品中的正丙硫醇和异丙硫醇,并对聚沉剂NaCl浓度、体系反应时间及体系的pH值等实验条件进行优化,获得最佳SERS信号.结果表明:在最优实验条件下,异丙硫醇和正丙硫醇的质量浓度与SERS信号强度均呈良好的线性关系,r0.998 1,检出限分别为0.12,0.86mg/L;汽油样品中两种硫醇化合物的回收率为62.88%~111.51%,RSD≤8.94%,即该方法对正丙硫醇和异丙硫醇的测定可信度较高.     

均匀表面增强活性基底上孔雀石绿的SERS

利用自组装技术将50nm的纳米金吸附到修饰了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的玻片上,制备得到牢固的SERS活性基底．扫描电子显微镜（SEM）对其表面粒子形貌表征表明：形成了有序的单层吸附的纳米金粒子膜,无明显团聚现象．结合Ramanmapping技术,以孔雀石绿这一禁用兽药为探针分子,观察了基底表面的SERS信号分布,计算得到各点信号的相对标准偏差低于10％．基底在水溶液中浸泡48h后,仍能保持较好的稳定性和高的SERS活性．结果表明：该基底制备简单,均匀性和重现性好,在水溶液中稳定性高,对孔雀石绿的检测限可达5×10^-9mol·L^-1.     

电化学沉积Rh制备紫外拉曼活性基底

Rh在紫外激发区间有着较强的表面增加拉曼散射(SERS).用循环伏安法研究了RhCl3溶液中Rh3 在Au电极上的电化学还原行为,用恒电位阶跃法在Au基底上制备了Rh沉积层,并用场发射扫描电子显微镜、能谱及电化学方法对得到的沉积层进行了表征.结果表明,在所选择的电位下用电沉积方法能够在金表面得到均匀的Rh沉积层,该沉积层保持了金属Rh原有的电化学特性.采用电化学方法通过先粗糙Au电极再沉积Rh的策略,可以制备粗糙的Rh表面作为紫外SERS基底.拉曼光谱实验表明,以吡啶为探针分子,该基底具有很好紫外SERS活性.