Ag/TiN复合薄膜制备及其表面增强拉曼光谱研究

高灵敏基底材料是表面增强拉曼光谱(SERS)技术应用的关键。本研究采用电化学沉积法将氮化钛(TiN)薄膜与贵金属银复合，利用两者协同效应提高SERS灵敏度。借助XRD、SEM、UV-VIS和Raman等测试手段系统探究了电化学沉积参数对复合基底SERS性能的影响。研究发现，当沉积液浓度为5 mmol/L、沉积电压为5 V及沉积时间为5 min时，复合基底单质Ag和TiN两种物相共存，Ag纳米颗粒沿优势晶面生长，银颗粒在TiN薄膜上生长为棒状结构，分布均匀。与其他沉积参数下制备的基底相比，上述条件下合成的复合薄膜展现出较明显的等离子体共振吸收双峰，表明体系中Ag和TiN两相间产生等离子体共振叠加效应，电磁场耦合作用增强，局部表面等离子体共振耦合作用增加，薄膜表面形成更多的SERS“热点”,并有助于促进电荷转移，进而赋予基底较为优异的SERS性能。这证实了优化电化学沉积参数来调控复合薄膜形貌从而改善SERS基底性能的可行性，可为采用电化学沉积技术制备Ag/TiN复合薄膜作为SERS基底材料提供技术支持。