硅片上金银纳米粒子的组装及SERS性能

硅片上金银纳米粒子的组装及SERS性能

2016-06-27 13:06来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

硅片上金银纳米粒子复合组装

原理

金银纳米粒子因其尺寸效应而具有独特的光学和电学性质. 金属纳米粒子有序结构的许多独特性质和现象已相继报道, 并在纳米光、电器件, 生物和化学传感器等方面显示出了潜在的应用. 如一定尺度的金或银纳米粒子可产生理想的表面增强拉曼散射(SERS)效应, 特别是纳米粒子之间产生的所谓“热点”(hot spot)效应贡献的SERS增强因子达1014,由此可实现单分子检测灵敏度,因此受到了广大SERS科学家的青睐. 他们不仅将金银纳米粒子用于实际检测中, 同时也进行了大量的理论计算研究金银纳米粒子的SERS机理.

以往的研究大多着重于单一纳米金属粒子的组装或SERS研究, 虽然

金银由于晶格常数相近, 易形成合金而表现出单一金属的光学性质, 但两者之间的相互作用有可能导致异常的SERS效应, 最近Kim等合成了金银合金纳米粒子, 通过调控金银的量获得了不同组成的合金纳米粒子. 采用吡啶为探针分子, 利用位于1010以及1035 cm－1左右的全对称模式谱峰的相对强度与金属种类的关系, 分析

后认为不管金和银量的比例如何变化, 合金纳米粒子表面组成以银为主,而在合金

中将金银的贡献相分离比较困难. 根据金银在不同激发线下增强因子的差别, 如银在很宽的激发线区间均表现出理想的增强效应, 而金只在红光区间表现出明显的SERS效应, 通过改变激发线波长以及将金银纳米粒子简单混合则有可能获得金银

纳米粒子之间相互作用的信息. 迄今未见两种或多种纳米粒子同时组装的SERS行

为研究的报道.

苏州大学化学系顾仁敖等人采用自组装技术在硅基底上进行金银纳米粒子的混合组装, 通过控制组装溶液中金银溶胶的体积比而控制基底上金银纳米粒子的密度. SEM结果显示金银呈亚单层均匀分布,以吡啶为探针分子, 在不同波长的激发光下研究了纯金、银以及混合组装时的SERS效应. 利用金银在不同激发线下增强效应的不同以及探针分子吸附在金银纳米粒子表面主要谱峰相对强度差别的特点, 通过一系列校正以及差谱方法研究了金银共存时SERS效应的变化, 并分离出混合

体系中金的增强行为, 结果表明在金银同时组装时吡啶的SERS谱峰特征主要表现

为银纳米粒子的行为, 分离出的金SERS光谱特征接近银的行为, 说明金银纳米

粒子之间产生了一定的耦合作用.