介电衬底上利用常压CVD直接生长石墨烯复合纳米银表面增强拉曼研究

目的 为了进一步完善Ag基表面增强拉曼(SERS)基底,提升其性能,设计了制备SERS基底的新型方法,采用2种方法制备分别得到转移石墨烯纳米银复合SERS基底(Transfer-G/Ag/SiO2基底)和纳米银石墨烯复合基底(Ag/G/SiO2基底),并对2种基底的增强效果从增强因子、热稳定性、重复性的角度进行比较。方法 使用常压化学气相沉积(APCVD)在二氧化硅和铜表面同时生长石墨烯,使用多元醇水热法制备纳米银,前者与纳米银复合得到Ag/G/SiO2基底,后者将生长出的石墨烯转移后与纳米银制备得到Transfer-G(Cu)/Ag/SiO2基底,以传统方法制备的Transfer-G/Ag/SiO2基底为对照,评价制备的Ag/G/SiO2基底的增强性能。结果 使用拉曼测试平台选用低功率532 nm激光测量10^‒6 mol/L罗丹明6G(R6G)探针分子的SERS拉曼光谱,比较2种基底的性能。计算得到2种基底基于10^‒6 mol/L R6G的增强因子,Transfer-G/Ag/SiO2基底的增强因子为9.93×10⁵,Ag/G/SiO2基底的增强因子为9.23×10⁵。测试Ag/G/SiO2的稳定性得到,在611、1 362、1 648 cm^‒1处特征峰的RSD值分别为9.80%、14.08%、18.18%,数值均低于20%,甚至在611 cm^‒1和1 362 cm^‒1处的RSD值分别低于10%和15%。结论 Ag/G/SiO2基底的SERS效果与传统方法制备的Transfer-G(Cu)/Ag/SiO2基底相比增强效果同样显著,表现在:两者增强因子基本相同,且都具有很好的热稳定性、均匀性和高度重复性。由于使用水热法提高了纳米银的制备效率,并且石墨烯生长避免转移过程,减少对石墨烯的物理损伤和化学药品的化学损伤,确保原位生长石墨烯的质量,进而提高Ag/G/SiO2基底的性能,为快速制备高性能SERS基底提供可行方法。