Al/Al_2O_3复合薄膜的制备及表面等离子体共振性能研究

作     者：宋晓 赵雪薇 洪瑞金 陶春先 张大伟 Song Xiao;Zhao Xuewei;Hong Ruijin;Tao Chunxian;Zhang Dawei

作者机构：上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海市现代光学系统重点实验室教育部光学仪器与系统工程中心上海200093 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2015年第35卷第12期

页      面：302-307页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家863计划(2013AA030602) 上海市自然科学基金(13ZR1427800) 国家自然科学基金(61176085) 

主　　题：薄膜 表面等离子体共振 Al/Al203 直流磁控溅射 退火 拉曼光谱 

摘      要：为了探究氧化层对金属薄膜表面等离子体共振(SPR)特性的调制作用,实验采用直流磁控溅射技术,通过控制沉积功率和沉积时间制备不同厚度的金属铝基薄膜,而后调控退火时间和温度得到相应的铝/氧化铝(Al/Al203)复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见-近红外分光光度计及拉曼光谱仪分别表征样品的结构、表面形貌及SPR特性。XRD测试结果表明,随着金属铝基薄膜厚度的增加,Al/Al203复合薄膜由非晶态转变为较低表面能方向择优生长,薄膜结晶质量提高。其吸收光谱在220 nm附近处出现由双层复合薄膜SPR吸收峰,830 nm附近的峰对应金属铝膜的本征吸收峰。以罗丹明B为例的拉曼光谱测试结果表明,拉曼散射强度随着铝薄膜厚度增加表现为先增强后减弱的趋势,当铝膜厚度为14.5 nm时,表面增强拉曼散射(SERS)效果最显著。实验结果表明,氧化铝膜层对不同厚度的金属铝基薄膜的SPR特性有很好的调制作用,氧化铝化学性质稳定,对样品起到很好的保护作用。