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光散射学报 2004年第1期16卷 27-30页

作者：李小灵贾慧颖徐蔚青张俊虎赵冰吉林大学超分子结构与材料教育部重点实验室长春130021

报道了用一种化学还原方法制备银溶胶的新方法。用紫外-可见光谱和透射电镜研究银纳米粒子的形成过程,粒子形状及粒径分布。结果表明,在反应初期形成球形和棒状两种形状的银纳米粒子,随着反应的进行,大部分的棒状粒子逐渐变为球形粒子,... 详细信息

报道了用一种化学还原方法制备银溶胶的新方法。用紫外-可见光谱和透射电镜研究银纳米粒子的形成过程,粒子形状及粒径分布。结果表明,在反应初期形成球形和棒状两种形状的银纳米粒子,随着反应的进行,大部分的棒状粒子逐渐变为球形粒子,最终棒状粒子少于银纳米粒子总数的3%。因此,最终得到了一种形状均一的,平均粒径为17nm银纳米粒子。同时也用紫外-可见光谱研究了Cl-的加入对这种银纳米粒子光谱性质的影响,结果表明Cl-加速了银纳米粒子的聚集。这种银溶胶有着较高的SERS活性。

关键词：银溶胶表面增强拉曼散射银纳米粒子粒径分布 SERS活性表面分子溶胶制备

基于Ta2O5的复合sers基底的制备和性能研究

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基于Ta2O5的复合SERS基底的制备和性能研究

作者：张志远山东师范大学

学位级别：硕士

传统拉曼光谱技术是通过对比入射光与散射光的频率来分析物质结构,但是极低的散射光强度限制了传统拉曼光谱技术的发展。为了解决传统拉曼光谱技术存在的问题,获得被测物质结构稳定的拉曼信号,科研工作者们提出了表面增强拉曼散射(sers... 详细信息

传统拉曼光谱技术是通过对比入射光与散射光的频率来分析物质结构,但是极低的散射光强度限制了传统拉曼光谱技术的发展。为了解决传统拉曼光谱技术存在的问题,获得被测物质结构稳定的拉曼信号,科研工作者们提出了表面增强拉曼散射(sers)技术。能否获得稳定的拉曼信号是衡量sers基底性能的标准,然而随着sers技术在实际应用中的不断发展,传统基底的缺点日益暴露出来。比如贵金属基底稳定性差,半导体基底灵敏度低,传统的硬质基底缺乏灵活性等。因此,为了解决贵金属基底与半导体基底的局限性,提高传统基底的适用性与机械性能,科研工作者们提出了由几种不同性质的材料组成的复合sers基底。复合sers基底不仅灵敏度高,而且化学性质稳定,生物相容性高,而且柔性的复合基底与传统的刚性基底相比具有更好的机械性能,能够与表面形貌粗糙的被测物质很好的贴合,从而进行痕量检测。本论文中,我们结合贵金属纳米材料以及半导体材料的优势,设计了两种灵敏度高、稳定性强的sers基底,研究了其形貌与结构表征并检测了复合基底的sers性能,研究内容如下:(1)设计并制备了一种夹层结构的氧化石墨烯(GO)/银纳米颗粒(Ag NPs)/五氧化二钽(TaO)复合sers基底。采用水热法制备TaO纳米颗粒的过程中,TaO表面结合了大量的羟基,使其对碱性染料分子具有较强的静电吸引力,使该复合基底对特定碱性分子的选择性增强。该基底灵敏度高、性能稳定、定量能力强,可实现结晶紫(CV)的高灵敏度拉曼检测,检测极限为10M,增强因子为1.5×10。该复合基底在空气中暴露一个月后,拉曼信号仅仅减弱了20.49%,说明复合基底的性能稳定。使用时域有限差分法(FDTD)对该复合基底的表面电场分布进行了仿真,仿真的结果与我们的实验结果相同。在实际应用中,复合sers基底可以稳定、高效的检测有害孔雀石绿(MG),在食品安全和环境监测领域提供了新的思路。(2)提出了一种基于氧化石墨烯(GO)/银纳米颗粒(Ag NPs)/五氧化二钽(TaO)-聚二甲基硅氧烷(PDMS)的柔性复合sers基底。采用PDMS材料作为基板后,使得该复合基底不仅具有灵敏度较高、定量能力强的优点,也具备了灵活、稳定的机械性能。该复合基底基于电磁增强和化学增强的协同作用可实现对罗丹明6G(R6G)的痕量检测,检测下限为10M,通过计算,增强因子(EF)为1.29×10。将该复合基底进行不同次数的弯曲和折叠测试后,仍能得到稳定的拉曼信号,表明该基底具有优秀的机械性能。此外,通过暴露在空气中不同时间的测试,我们证明了GO的引入提高了复合基底的稳定性,为检测食品安全、分析有害化学物质提供了一种稳定高效的方法。

关键词：表面增强拉曼散射半导体材料纳米结构柔性sers基底 SERS活性

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柔性sers基底的制备及其性能研究

柔性SERS基底的制备及其性能研究

作者：郭雨山东师范大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,sers)因具有较高的灵敏度和选择性等优势,已经发展成为一种探测界面特性和分子间相互作用的光谱手段。拉曼散射光谱属于分子振动光谱,可以反映待测分子的特征结构,分子结构发生的... 详细信息

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,sers)因具有较高的灵敏度和选择性等优势,已经发展成为一种探测界面特性和分子间相互作用的光谱手段。拉曼散射光谱属于分子振动光谱,可以反映待测分子的特征结构,分子结构发生的任何变化都能在拉曼光谱中显示出来,可以对待测物质进行定量与定性分析,是一种有发展潜力的分子检测方法。近年来实时原位sers检测技术得到迅速发展,此方法的检测通常要将基底贴附于固体表面,或者置于液体及气体之中,检测更注重实时性和原位性。柔性基底因具有良好的柔韧性与机械耐性,可以根据待测物体的表面进行形变,可以对复杂表面的残留物进行检测,是实施原位检测的良好手段。本论文中,我们设计了几种具有高灵敏度、高重现性、高稳定性的柔性sers基底,详细研究了其性能,具体研究内容如下:(1)设计了一种基于三维复合结构的氧化石墨烯(GO)/银纳米颗粒(AgNPs)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)柔性SERS活性基底。具有低拉曼散射截面的PMMA以硅金字塔(PSi)为模板形成金字塔状的微观结构以此作为支撑膜,此结构比表面积大,结构周期性好,易于捕获探针分子,能够附着均匀的银纳米颗粒去建立高密度的活性热点。该SERS活性基底成功实现了对罗丹明(R6G)和结晶紫(CV)两种分子的痕量检测,检测极限分别高达101313 M和1099 M,增强因子高达10。同时该基底基底具有良好的附着力和柔韧性,将其吸附在虾的表面,成功实现孔雀石绿(MG)分子的原位检测,为物质表面残留物的原位检测分析提供了新思路,进而可以高效收集不同复杂表面的残留污染物。(2)构建了一种混合结构的银纳米颗粒(AgNPs)/银纳米颗粒(AgNPs)-聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性SERS活性基底,我们不再以纯聚合物为基板制备柔性sers基底。该基底不仅可以充当制备柔性拉曼基底的工具,还可以直接用作拉曼活性基底,对R6G分子实现痕量检测,检测极限高达10M。该sers基底柔韧性好,机械稳定性强,在分别经过50次对折与拉伸实验后再对R6G分子进行测试,仍能得到稳定的拉曼信号。该sers基底在拉伸过程中信号不会损失,反而出现极大增强,特别是在拉伸应变高达80%的情况下,此柔性基底的sers信号强度是原始状态下的2.4倍。我们使用时域有限差分法(FDTD)软件进行基底电场分布的模拟,并证实了这一点,提出机械应变可以在纳米尺度下实现电磁场的调控。(3)制备了一种基于三维复合结构的银纳米回路(Ag NRs)/氧化锌纳米片(ZnO NSs)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性SERS活性基底。我们在PDMS薄膜上构建了Ag NRs/ZnO NSs的复合结构。由于相邻的纳米片可以看作光学纳米腔,这种三维纳米结构的设计使得入射光在相邻纳米片之间经过多次反射进而提高光的捕获效率。该基底在可以利用原有的Ag NRs近场效应的基础上发挥其远场效应的优势,在基底表面和较大空间内同时获得有效的增强电场,获得SERS活性高且信号均匀的柔性sers基底。以R6G和CV为探针分子,最低检测浓度(LDC)分别高达101212 M和1099 M,并且在MG水溶液中成功实现原位检测。我们用FDTD软件模拟了这种结构的局域电场分布,证实了这种三维纳米结构的设计可有效提高光的捕获效率,使得近场与远场效应相互结合,从而使得基底具备高SERS活性。

关键词：表面增强拉曼柔性sers基底原位检测 SERS活性

贵金属碗状微纳阵列—纳米颗粒耦合结构的局域场增强效应研究

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贵金属碗状微纳阵列—纳米颗粒耦合结构的局域场增强效应研究

作者：姚敏安徽师范大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼散射(sers)效应是一种指纹识别性、高灵敏度、快速检测等优点,其广泛的应用领域主要在表面科学、分析科学等方面。然而,研究贵金属碗状结构与纳米颗粒的耦合情况还是很少,对于在不同介质中的研究更少。因此,我们提出研究基... 详细信息

表面增强拉曼散射(sers)效应是一种指纹识别性、高灵敏度、快速检测等优点,其广泛的应用领域主要在表面科学、分析科学等方面。然而,研究贵金属碗状结构与纳米颗粒的耦合情况还是很少,对于在不同介质中的研究更少。因此,我们提出研究基于贵金属碗状孔阵列诱导纳米颗粒二次耦合增强的sers效应及其FDTD的理论计算。已取得如下创新性结果:(1)在空气条件下,提出基于金碗孔阵基底上,分别检测基底上不带有金纳米颗粒,带有金纳米颗粒,或者带有银纳米颗粒这三种情况下的拉曼光谱,发现金碗孔阵列基底与金纳米颗粒耦合产生最强的电场,其sers效应最高,理论与实验结果一致;(2)用FDTD方法构建水中单个金纳米颗粒或金纳米颗粒对不断接近碗状孔底部,研究其电场分布变化情况,发现金纳米颗粒距离碗底为75nm处的局域场场强最强;研究在水中和真空中单个金纳米颗粒或金纳米颗粒对在碗壁中的场强,发现在不同的介质中,其电场分布不同;(3)金溶胶在干燥过程中,金纳米颗粒不断累积在银碗状孔阵列中,测得其拉曼峰值强度呈波状变化,并用FDTD理论结果进行分析。

关键词：贵金属碗状孔阵列 PS模板法 SERS活性纳米颗粒 FDTD 金溶胶干燥

Facile synthesis of gold nanoflowers as sers substrates and their morphological transformation induced by iodide ions

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Science China Chemistry 2016年第8期59卷 1045-1050页

作者： Shujun Zhen Tong Wu Xin Huang Yuanfang Li Chengzhi Huang Key Laboratory of Luminescent and Real-Time Analytical Chemistry (Southwest University) Ministry of Education College of Chemistry and Chemical Engineering Southwest University 400715 Chongqing China Department of ChemiStry and Chemical Engineeringl Yibin University Yibin 644000 China College of Pharmaceutical Science Southwest University Chongqing 400715 China

我们报导新策略用一个二拍子的圆舞准备金 nanoflowers (AuNFs ) 调停种子的方法。同样准备的 AuNFs 作为散布的表面提高拉曼(重量的单位) 被采用底层，出现强壮的信号改进。我们进一步发现那碘化物离子(我 -) 能有选择地导致 AuNFs 的... 详细信息

我们报导新策略用一个二拍子的圆舞准备金 nanoflowers (AuNFs ) 调停种子的方法。同样准备的 AuNFs 作为散布的表面提高拉曼(重量的单位) 被采用底层，出现强壮的信号改进。我们进一步发现那碘化物离子(我 -) 能有选择地导致 AuNFs 的词法转变到范围，导致一局部性的表面电浆子蓝移动回声(LSPR ) 乐队，红的从蓝色的 AuNFs 答案的一个颜色变化，和减少的重量的单位活动。这行为允许 AuNFs 在决心被过去常我 - 。

关键词： SERS活性诱导合成形态转化碘离子准备金基底纳米表面增强拉曼散射

不同Pt壳厚度Au_(core)@Pt_(shell)纳米粒子sers效应

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电化学 2010年第3期16卷 300-304页

作者：钟艳颜亮亮饶贵仕邓小聪温飞鹏徐金龙钟起玲江西师范大学化学化工学院江西南昌330022

以Au粒子(55nm)为核,抗坏血酸为还原剂,将不同量的Pt沉积在Au核上,制得可控壳层厚度(0.3～6nm)的Pt包Au纳米粒子(Aucore@Ptshell).用紫外-可见吸收光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学循环伏安法等观测Aucore@Ptshell纳米粒子... 详细信息

以Au粒子(55nm)为核,抗坏血酸为还原剂,将不同量的Pt沉积在Au核上,制得可控壳层厚度(0.3～6nm)的Pt包Au纳米粒子(Aucore@Ptshell).用紫外-可见吸收光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学循环伏安法等观测Aucore@Ptshell纳米粒子的表面形貌、结构和性能.另以SCN-为探针,考察了Pt壳厚度对Aucore@Ptshell纳米粒子sers信号的影响.结果表明,SCN-离子的sers信号强度随Pt壳厚度的增加呈指数衰减,当Pt壳厚度为1.4nm时,Aucore@Ptshel纳米粒子表现出铂良好的电化学性能,又具有较强的SERS活性.

关键词：铂包金纳米粒子可控制备 SERS活性

Wide range temperature detection with hybrid nanoparticles traced by surface-enhanced Raman scattering

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Science China Chemistry 2014年第3期57卷 417-425页

作者： YIN Jun HE YaGuang LI Wei WU ZongQuan DING YunSheng Key Laboratory of Advanced Functional Materials and Devices Anhui Province Department of Polymer Material and Engineering School of Chemical Engineering Hefei University of Technology

We report on the fabrication of a class of surface-enhanced Raman scattering(sers)active thermometers,which consists of60 nm gold nanoparticles,encoded with Raman-active dyes,and a layer of thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)brush with different chain lengths.These sers-active nanoparticles can be optimized to maintain spectrally silent when staying as single particles in dispersion.Increasing temperature in a wide range from 25 to 55°C can reversibly induce the interparticle self-aggregation and turn on the sers fingerprint signals with up to 58-fold of enhancement by taking advantage of the interparticle plasmonic coupling generated in the process of thermo-induced nanoparticles self-aggregation.Moreover,the most significative point is that these sers probes could maintain their response to temperature and present all fingerprint signals in the presence of a colored complex.However,the UV-Vis spectra can distinguish the differences faintly and the solution color shows little change in such complex mixture.This proof-of-concept and Raman technique applied here allow for dynamic sers platform for onsite temperature detection in a wide temperature range and offer unique advantages over other detection schemes.

关键词：表面增强拉曼散射温度检测金纳米粒子宽范围混合物聚(N-异丙基丙烯酰胺) SERS活性表面等离子体激元

Large-area surface-enhanced Raman scattering-active substrates fabricated by femtosecond laser ablation

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2013年第9期56卷 1806-1809页

作者： ZHU ZhiQing YAN ZhenDong ZHAN Peng WANG ZhenLin School of Physics and National Laboratory of Solid State Microstructures Nanjing University

A rapid and simple approach to fabricate large-area surface-enhanced Raman scattering-active(sers-active) substrates is reported.The substrates are fabricated by using femtosecond laser(fs-laser) direct writing on Silicon wafers,followed by thin-film coating of metal such as gold.The substrates are demonstrated to exhibit signal homogeneity and good enhancement ability for sers.The maximum enhancement factor(EF) up to 3×10 7 of such sers substrates for rhodamine 6G(R6G) at 785 nm excitation wavelength was measured.This technique could demonstrate a functional microchip with sers capability of signal homogeneity,high sensitivity and chemical stability.

关键词：表面增强拉曼散射 SERS活性飞秒激光激光烧蚀面积基底制备罗丹明6G

Gold nanoparticles-decorated single silver nanowire as an efficient sers-active substrate

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Optoelectronics Letters 2014年第4期10卷 241-243页

作者：谭恩忠 Department of Mathematics and Physics Beijing Institute of Petrochemical Technology

A novel surface-enhanced Raman scattering(sers)-active substrate based on Au nanoparticles(AuNPs)-coated silver nanowire(AgNW) is obtained by an effective and simple method. The results show that the hybrid structures prepared by this method are powerful sers-active substrates for the detection of malachite green(MG) molecules with the limit of 1 nmol/L. The excellent enhancing ability mainly comes from two kinds of hot spots. One is from the gaps among the adjacent AuNPs, and the other is the presence of zone between AuNPs and AgNW. In particular, the AuNPs-coated AgNW can be viewed through the objective of the confocal Raman spectrometer due to the length of the AgNW reaches microns, which can improve the repeatability of detection. Moreover, it is of great significance in research of sers mechanism and application.

关键词： SERS活性金纳米粒子银纳米线表面增强拉曼散射基底装饰拉曼光谱仪孔雀石绿