作者单位
摘要
西安工业大学材料与化工学院, 陕西 西安 710021
表面增强拉曼散射(SERS)技术具有高灵敏度、 高分辨率、 无损检测及不需要预处理等优点, 已成为一种可以实现定性定量分子检测的有力工具, 使目标分析物信号放大的痕量检测技术, 甚至能够在分子水平上提供丰富的结构信息。 虽然SERS增强机理一直存在争议, 但目前被广泛接受的增强机理包括物理增强(电磁场增强)和化学增强(主要为电荷转移的贡献)。 随着近年来金属、 非金属等诸多材料应用于SERS领域, 诸多学者对于影响SERS基底的增强因素产生广泛兴趣, 对于SERS增强机理的研究具有重要意义。 综述中主要从SERS电磁增强机理、 化学增强机理及两者的协同机理三个方面对SERS增强机理进行阐述, 分析哪些因素影响基底增强效应, 为SERS增强机理的分析提供一些参考。 同时提出不同基底结构在增强机理分析过程中面临的问题: (1)在电磁增强机理中, 单一贵金属基底因其“热点”分布不均匀、 不可控因素导致SERS灵敏度和重复性差等因素, 对SERS电磁增强机理影响效果较大; (2)在化学增强机理中, 单一半导体材料由于价格实惠、 材料性能较稳定、 表面易于改性等优点被广泛应用于SERS基底、 由于增强能力较低等因素、 对SERS化学增强效果不明显; (3)SERS基底不再局限于单一的金属或者非金属材料, 更多是金属-非金属两者的结合, 既能够弥补贵金属的缺点, 也能利用非金属的优点, 通过电磁增强机理和化学增强机理的协同作用有效提高SERS增强能力。 对于SERS增强机理的分析, 有助于制备均一性强、 重复性高的SERS基底, 为SERS基底的制备提供参考。
表面增强拉曼散射 电磁场增强机理 化学增强机理 SERS基底 Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) Electromagnetic enhancement mechanism Chemical enhancement mechanism SERS substrate 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1340
作者单位
摘要
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
2 中国科学技术大学工程科学学院,安徽 合肥 230026
Overview: Surface-Enhanced Raman spectroscopy (SERS) is a highly sensitive and high-resolution molecular recognition technique with important applications in many fields. As an emerging low-cost, high-resolution, and highflexibility micro-nano processing method, femtosecond laser direct writing has been widely used in the field of preparing SERS substrates. Compared with traditional processing methods for preparing SERS substrates, femtosecond laser direct writing processing has certain advantages in terms of flexibility, three-dimensional molding, processing material range, processing accuracy, and other aspects. In this review, we classify the processing methods of femtosecond laser preparation of SERS substrates into four categories, including femtosecond laser two-photon metal reduction, femtosecond laser cutting metal, femtosecond laser cutting-sputtering, and femtosecond laser 3D printing. Femtosecond laser two-photon metal reduction uses the two-photon reduction effect to reduce metal cations in metal solutions to metals, such as silver ions in silver nitrate solutions to silver nanoparticles. This method is suitable for the one-step preparation of SERS substrates in closed microchannels. Femtosecond laser cutting metal directly prepares the SERS substrate structure on a metal substrate. This method takes advantage of the high peak power of the femtosecond laser to ablate the surface of the metal sample to obtain a patterned surface structure. At the same time, femtosecond laser ablation produces particle fragments, which are usually redeposited on the patterned surface, resulting in SERS "hot spots". Femtosecond laser direct cutting of metal can prepare SERS substrates in one step, which has the advantages of high processing efficiency and simple processing and is more conducive to the application of large-scale production of practical SERS detection. Femtosecond laser cutting-sputtering is to process any structure on non-metallic substrates such as polymers and then sputtering/evaporating metal nanoparticles on the surface of the structure. This method can prepare transparent and flexible SERS substrates, which are rich in application scenarios. Femtosecond laser 3D printing is to use the three-dimensional processing ability of femtosecond lasers to obtain rich "hot spots" by designing the structure of SERS substrates, and then using template-guided self-assembly technology with different driving forces to deposit/evaporate metal nanoparticles at designated locations. In this paper, we first introduce the current methods for preparing SERS and then conduct a comprehensive review of the processing methods of four femtosecond lasers to prepare SERS substrates. Finally, the advantages and disadvantages of the four femtosecond laser preparation methods for SERS substrate are briefly summarized, and the development prospects of this technology are prospected, aiming to provide it for future related research.
表面增强拉曼光谱 飞秒激光直写 微纳加工 SERS基底 SERS femtosecond laser direct writing micro/nano processing SERS substrate 
光电工程
2023, 50(3): 220322
作者单位
摘要
北京工业大学理学部物理与光电学院, 微纳信息光子技术研究所, 北京市朝阳区平乐园100号数理楼, 100124
金、银、铜等贵金属的纳米结构都具有表面等离激元共振效应, 在表面增强拉曼散射(SERS)和光催化领域具有重要的应用价值。合金纳米颗粒有望兼具多种金属的优点, 赋予金属纳米颗粒更多优良品质。本论文中, 我们通过改进“Brust”法, 成功合成了直径1~5 nm的Au1Ag1和Au1Cu1合金纳米颗粒, 所制备的合金纳米颗粒在空气中具有良好的稳定性, 并在有机溶剂中具有良好的溶解性。利用溶液法组装的Au1Ag1和Au1Cu1合金SERS基底, 分别对532 nm和785 nm的激发光表现出良好SERS性能。相同条件下, Au1Ag1基底比Au基底对R6G探针分子的拉曼信号强度提高了2~4倍, 表现出良好的SERS活性。Au1Cu1合金基底则比Au1Ag1合金和Au基底表现出更强的光催化活性, 在光催化领域表现出潜在的应用价值。
表面增强拉曼散射(SERS) 金-银合金纳米颗粒 金-铜合金纳米颗粒 合金SERS基底 Surface enhanced Raman scattering (SERS) Gold-silver alloy nanoparticles Gold-copper alloy nanoparticles Alloy SERS substrate 
光散射学报
2022, 34(1): 73
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学光电工程学院,重庆 400065
2 重庆邮电大学生物信息学院,重庆 400065
硝酸根过量是导致水污染的主要原因之一。针对表面增强拉曼光谱技术直接检测水中硝酸根检出限低,无法达到国家地下水环境质量标准的问题,本课题组制备了一种半胱胺修饰金纳米粒子(AuNPs)的复合SERS基底,利用带正电荷的半胱胺对周围带负电荷的金纳米颗粒进行功能化修饰,增加SERS基底对硝酸根的亲和性,提高其对硝酸根的检测灵敏度。实验结果表明:使用去离子水浸泡自组装10-3 mol/L半胱胺的盖玻片3 h,再修饰20 mL金溶胶,这样制成的金纳米颗粒-半胱胺复合SERS基底的增强性能最佳,对硝酸钾的增强因子为2.14×105;8片不同基底上硝酸钾SERS信号的相对标准偏差为10.36%,检出限为0.01 mg/L,达到国家地下水环境质量标准规定的Ⅰ类水的检测标准,对光谱法测量水中总氮含量具有重要意义。
光谱学 金纳米颗粒-半胱胺 SERS基底 硝酸盐 
中国激光
2022, 49(11): 1111002
作者单位
摘要
广东电网有限责任公司广州供电局, 广东 广州 510410
电力能源发展与国家经济发展关系密切, 因此电网稳定、 安全地运行是人民稳定生活的保障。 而与稳定可靠的电网的运行有关的是变压器的绝缘水平, 因此始终注意电气设备的状况和运行非常重要。 而仅由纸绝缘产生的糠醛是目前用于评估电力变压器老化状况最常用的指标之一, 所以准确测量变压器油中糠醛含量具有重大意义。 拉曼光谱法可以实现对待测物的快速、 无损检测, 但受限于拉曼散射信号弱, 对油中老化特征物这种微量物质检测难度大。 表面增强拉曼光谱可以解决痕量物质检测的灵敏性问题, 使溶解在变压器油中的老化特征物得到快速、 无损地检测。 故将SERS应用到变压器油中糠醛的检测对于变压器运行状况的评估具有重要的意义。 围绕着变压器油中糠醛作为痕量物质检测灵敏度低的问题, 基于置换反应在TEM铜网上制备了微纳米结构的SERS基底, 以检测变压器油中的糠醛, 为高效, 准确地检测变压器油的老化水平提供一种快速、 有效的新技术。 选择了特定的实验材料, 在控制特定的实验条件下基于置换反应制备出微纳结构SERS基底, 经过电镜扫描对其表面形貌进行表征; 在不同位置进行拉曼检测得到特征拉曼峰峰强的变异系数仅为3.55%, 表明该基底的“热点”分布均匀和检测可重复性高; 定性分析了一定浓度梯度的变压器油中糠醛和背景噪声的拉曼光谱。 选择了1 702 cm-1的拉曼峰作为油中糠醛的特征拉曼峰。 定量分析中, 建立内标峰和1 702 cm-1处峰强比与变压器油中糠醛浓度的线性函数, 得到良好的线性关系。 使用3δ准则计算变压器油中糠醛在微纳结构SERS基底上的检测下限约为0.51 mg·L-1。 研究说明基于铜网置换反应的微纳结构SERS基底对于变压器油中糠醛具有更灵敏的检测。 这对于诊断电力变压器绝缘状况和维护电网稳定非常重要。
拉曼光谱 表面增强 变压器油 糠醛 微纳结构SERS基底 Raman spectroscopy Surface enhancement Transformer oil Furfural Micro-nano structure SERS substrate 
光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3166
作者单位
摘要
福建师范大学光电与信息工程学院, 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
本文简要介绍了表面增强拉曼散射(SERS)的拉曼信号增强原理, 常规SERS增强基底的研究应用进展; 同时介绍了疏水性基底的定义及优势, 并重点综述了疏水性SERS基底的分类及研究应用的进展; 最后展望了疏水性SERS基底的研究方向和发展趋势。疏水性SERS基底的发展将有望为今后开展面向超低浓度的生化物质检测以及基于人体体液的疾病的灵敏、客观检测诊断提供新方法和新思路。
疏水性SERS基底 金属纳米粒子 检测 纳米结构 hydrophobic SERS substrate metal nanoparticles detection nanostructure 
激光生物学报
2019, 28(3): 219
作者单位
摘要
西安工业大学材料与化工学院, 陕西 西安 710021
为了获得分布均匀、有序排列、可重复性高的表面增强拉曼散射基底(SERS),选取银离子导体RbAg4I5薄膜,结合真空热蒸镀工艺和固态离子学方法在外加电流作用下制备出高表面粗糙度的银纳米线。同时,选取罗丹明6G(R6G)溶液作为探针分子,研究高表面粗糙度银纳米线作为SERS基底时的表面增强拉曼特性。实验结果表明:制备得到的银纳米线在宏观上呈现为树枝状,在微观上呈现为有序排列,并且其纳米结构的分形维数为1.59;采用银纳米线作为SERS基底时,能够检测到R6G溶液的浓度低至10 -17 mol/L。制备的高表面粗糙度和有序密集排列的银纳米线SERS基底在环境科学等领域具有潜在的应用前景。
材料 高表面粗糙度 固态离子学方法 SERS基底 分形结构 
光学学报
2019, 39(7): 0716001
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621900
2 四川大学 物理科学与技术学院,成都 610064
表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering,SERS)能够有效解决常规拉曼中信号极弱问题,在低浓度分析物的痕量检测甚至单分子的检测中具有重要的应用前景,是化学、生物、环境等领域重要的分析手段。在SERS中,高性能SERS基底的实现是关键。本文以微球自组装技术为基础,制备了一种大面积、廉价、高效的SERS基底并对其进行了形貌表征和拉曼增强光谱研究。通过开展R6G分子的SERS研究发现,此种SERS基底对R6G拉曼散射信号的增强倍数是一般粗糙基底的五倍以上。结合数值模拟分析和系统的实验研究,得到了微球直径、纳米颗粒的高度等参数对基底表面附近局域热点和SERS增强倍数的影响规律,给出了最优化的SERS基底参数。本文工作可为SERS研究提供高性能的SERS基底。
表面增强拉曼散射 微球自组装 SERS基底 罗丹明6G surface-enhanced Raman scattering microsphere self-assembly SERS substrate rhodamine 6G 
光散射学报
2018, 30(3): 209

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!