SERS--二氧化硅微球做拉曼基底.pptVIP

Two-Dimensional Array of Silica Particles as a SERS Substrate;摘要 研究了表面吸附有结晶紫的单层六角堆集二氧化硅球的拉曼散射光谱对尺度的依赖。增强因子为被激发结晶紫原子数目与单层阵列表面结晶紫数目之比，大约为104 。增强机理是单层阵列上的非局域表面等离子体共振效应。用米氏散射理论计算和紫外可见吸收光谱实验验证二氧化硅离子的等离子体共振。这项工作指明，用二氧化硅粒子作为表面增强拉曼散射基底的可行性，解释了半导体的SERS，光子晶体表面等离子体共振的重要性。; 前言 拉曼光谱是一种散射光谱。从 1982 年 C.R.Raman 首次通过实验验证出拉曼光谱效应以来，拉曼光谱效应成为了分子检测、离子检测以及晶格振动检测的重要技术。最初的拉曼光谱发展非常慢，这是因为在检测分子的拉曼光谱时，获得的光谱强度太弱了，光谱质量也非常差，这样就大??限制了拉曼光谱的应用，但随着激光的问世，使得拉曼光谱的应用又有了希望。激光是将能量集中在一起，形成高强度的单色光源。由于其光强很大，所以得到的拉曼强度也提高，进而得到高质量的拉曼光谱。特别是近二十年，科学家们将拉曼光谱仪和显微镜关联在一起，这样极大地将拉曼光谱的应用范围扩大了。拉曼光谱能得分子内部信息，当一定频率的单色光照射到样品表面后，射入到物质中的光会发生散射，大部分的散射光频率和入射光频率大小一样，只有少部分的散射光与入射光频率不同，这部分光占入射光的 1%，并且强度也很微弱，只有入射光强度十万分之一。 ;光与介质作用发生散射，散射可分为两种：1.弹性散射：散射光与入射光频率一样；2.拉曼散射：散射光频率发生改变。 ; 在常温下,处于振动基态的分子数远比振动激发态的多,相应的斯托克斯线的强度也远强于反斯托克斯线，所以往往只考虑斯托克斯散射。 ; 自 Fleischmann 发现 SERS 现象以来，SERS 经历了将近 40 年的发展历史，虽然取得了一些鼓舞人心的进步，但目前 SERS 仍然还没有成为人们所期望的一种可信赖的高灵敏定量检测手段。难题一：关于 SERS 的产生机理和本质，人们目前还无法给予通透的理论解释。其次，高质量 SERS 活性基底的制备和实现 SERS 的定量检测是放在研究者面前的又两大难题。而研究 SERS 机理的前提和关键在于性能优异的活性基底的制备，SERS 活性基底具有将微弱的 Raman 常规散射信号扩大105倍或更大的功能，基底的质量不仅直接影响到 SERS 分析检测的灵敏度、定性和定量分析结果的重现性和可靠程度，而且也为深入认识 SERS 机理和本质提供可能。由此可见，合理设计和制备高质量的 SERS 活性基底是 SERS 进一步发展的关键突破点之一。;基底 就 SERS 基底的发展而言，理想的 SERS 基底应该具备以下条件： SERS 活性高，检测灵敏度高。 (2) 均匀性好，基底表面结构规整有序，增强效应的偏差小于 20％； (3)稳定性强，重现性高。基底的增强效应随放置时间的变化要很小，相同方法不同批次制备的基底间差异越小越好； (4)表面洁净，如不含表面活性剂或保护剂等，基底不仅适用于检测与基底吸附能力较强的样品，也适用于检测弱吸附物质。然而，到目前为止，制备出人们理想的 SERS 基底依然困难。;历史及现状 In a spherical geometry, the metallic substrates used are on the order of 10?100 nm. While useful at a laboratory scale, metallic substrates have some limitations. The expensive synthetic routes for these nanoparticles, for example, limit the commercial scale use of the technology. Additionally, the high reactivity of nanoparticles renders them toxic and as such poses an environmental hazard. The need then exists to develop a SERS substrate that is low cost, commercially scalable, relatively inert and monodisperse, and