基于维氏金刚石针尖制备复合SERS基底的技术研究

作     者：张景然 陆思伟 贾天棋 石广丰 李晶 张心明 闫永达 ZHANG Jingran;LU Siwei;JIA Tianqi;SHI Guangfeng;LI Jing;ZHANG Xinming;YAN Yongda

作者机构：长春理工大学机电工程学院长春130022 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第21期

页      面：349-360页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51905047) 中国博士后基金(2020M670824) 吉林省博士后科研人员择优资助 吉林省青年科技人才托举工程(QT202022) 吉林省科技厅计划(20210101388JC,20190302123GX)资助项目。 

主　　题：四棱锥压痕 铜基石墨烯 西维因 罗丹明6G 表面增强拉曼散射 

摘      要：基于维氏金刚石针尖的连续压痕加工方法,在铜基石墨烯表面上成功地制备出了阵列的四棱锥形压痕结构。随后,在结构化的铜基石墨烯表面涂覆一层金膜以作为复合SERS基底。实验结果表明,通过改变相邻间距的四棱锥压痕重叠形成不同形状的阵列微/纳结构,且该微纳结构对带有金膜的铜基石墨烯基底的拉曼强度有影响。在制备微纳结构的过程中,石墨烯出现了堆叠的现象,且随着加工间距的减小,石墨烯的层数有逐渐增加的趋势。其次,通过改变相邻两个压痕之间的间距四棱锥压痕的深宽比(S)对R6G分子的拉曼强度有明显的影响。其中,当S为0.043时,检测R6G分子610 cm^(−1)特征峰的最大拉曼强度为1439 counts。在压痕的材料堆积处及压痕的内部检测R6G分子拉曼强度的标准偏差分别为6.16%和9.19%。在检测农药残留方面,采用该复合基底检测百草枯和西维因的分辨率分别为10^(−5) mol/L和10^(−6) mol/L。该方法是一种可靠的及成本低的制备复合SERS基底的方法,且能够实现对农药残留的低浓度检测。