一种新的具有双面活性的SERS基底

用二次氧化的方法制得了孔径均一、排列规则的阳极氧化铝模板(AAO,anodic aluminumoxide).利用磁控溅射的方法,银纳米颗粒被溅射在模板的表面以及孔洞里面,在模板的一面形成一层粗糙的银表面,当把模板放入一定浓度的NaOH溶液中,反面的Al2O3模板被部分地溶解后露出针尖状的银纳米线阵列.用结晶紫作为探针分子,在粗糙银表面(正面)和针尖状的银纳米线阵列面(反面)得到了不同的表面增强拉曼散射(SERS,surface enhanced Raman scattering)光谱,从而证明了两面具有不同的SERS机制.分析表明:正面粗糙的银表面是吸附增强,而反面在存在吸附增强的同时起主要作用的是针尖状的银纳米线阵列构成的天线模型所产生的非吸附的增强.针尖末端的曲率半径极小,会产生极强的局域电磁场,处于这个场中的分子的信号就被大大增强了.     

一种新的具有双面活性的SERS基底

用二次氧化的方法制得了孔径均一、排列规则的阳极氧化铝模板（AAO,anodic aluminumoxide）。利用磁控溅射的方法,银纳米颗粒被溅射在模板的表面以及孔洞里面,在模板的一面形成一层粗糙的银表面,当把模板放入一定浓度的NaOH溶液中,反面的Al2O3模板被部分地溶解后露出针尖状的银纳米线阵列。用结晶紫作为探针分子,在粗糙银表面（正面）和针尖状的银纳米线阵列面（反面）得到了不同的表面增强拉曼散射（SERS,surface enhanced Raman scattering）光谱,从而证明了两面具有不同的SERS机制。分析表明：正面粗糙的银表面是吸附增强,而反面在存在吸附增强的同时起主要作用的是针尖状的银纳米线阵列构成的天线模型所产生的非吸附的增强。针尖末端的曲率半径极小,会产生极强的局域电磁场,处于这个场中的分子的信号就被大大增强了。     

液晶的表面增强拉曼散射

应用表面增强拉曼散射(SERS)技术,对液晶5CB分子在银、金纳米粗糙电极表面的取向进行研究.结果表明液晶5CB分子在银、金电极表面具有不同的取向,揭示了液晶5CB分子与银和金的表面原子之间的相互作用是不一样的,说明了液晶在基体表面的取向是由液晶分子与基体表面原子的相互作用导致的.对液晶5CB的表面增强拉曼光谱的实验特性、应用及其机理作了较全面的研究,并给出了如何应用表面增强拉曼光谱来确定液晶分子在基体表面的取向.在对实验结果进行分析的基础上,得出了5CB在银电极表面成近似垂直取向,而在金电极表面成较复杂取向的结果.     

非水电化学体系表面增强喇曼散射光谱中影响增强效应因素的实验研究

本文测定了咪唑在甲醇溶液中吸咐在电化学粗糙后的银电极表面上的表面增强喇曼散射(SERS)光谱,及其随电位和激光照射时间的变化,同时还观察了银电极表面的结构形态,并研究了非水体系中咪唑吸附在银电极上产生SERS效应的一些机理。     

采用流化床反应器的ACCVD法制备单壁碳纳米管

采用流化床反应器,利用MgO作为催化剂载体,通过乙醇为碳源的化学气相沉积（ACCVD）法合成了单壁碳纳米管（SWCNTs）。该方法是让Ar气流直接携带乙醇蒸汽进入反应器,用流化床反应器代替石英舟,使乙醇蒸汽与催化剂混合更加均匀,有利于SWCNTs的生成。采用MgO催化剂载体,易于用浓HCl对产物进行提纯。拉曼光谱和透射电镜（TEM）分析结果表明,通过该方法合成的SWCNTs具有无定型碳含量少、管径均匀等特点。     

碳纳米管和金属纳米粒子复合结构的拉曼光谱特性

提出了一种基于碳纳米管和金属纳米粒子的表面增强拉曼基底,并进行了实验研究。采用化学方法制备了单壁和多壁碳纳米管薄膜;利用离子溅射方法在碳纳米管薄膜上形成Au纳米粒子,构成基于碳纳米管和金属纳米粒子复合结构的表面增强拉曼散射基底。对此样品进行了扫描电子显微镜(SEM),反射谱、拉曼谱等表征测试。研究表明,该基底由于碳纳米管极大的比表面积,可吸附更多的金属纳米粒子,增强拉曼散射信号强度。     

竖立在晶态金表面上的短单壁碳纳米管

合成和提纯了单壁碳纳米管(SWCNTs),用胶体将其竖直地组装在金薄膜表面上。用此组装技术制造了扫描隧道显微镜(STM)的针尖,成功地观测到了金晶粒的形貌像和高定向石墨的原子像。SWCNTs竖立在金表面上对于电学特性测量,制造场发射电子源,组装纳米电子器件,制作扫描探针显微镜(SPM)针尖等有重要意义。     

基于SWCNTs薄膜的多谐振环太赫兹超表面传感特性

基于单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜,构建了一种具有多频窄带共振效应的新型太赫兹(THz)超表面。深入分析了周期性微结构单元参数对超表面的共振特性的影响;通过仿真及理论计算对器件的共振耦合机理进行研究,二者具有较好的一致性。通过在超表面覆盖不同折射率的介质层,分析这种THz超表面器件的折射率传感特性,灵敏度分析结果显示,该超表面器件可实现最高64 GHz/RIU的折射率传感。     

银表面上直立单壁碳纳米管阵列的制备

本文报道了如何用自组装技术在银表面构筑直立的单壁碳纳米管阵列,将化学气相沉积合成（CVD）的单壁碳纳米管在混酸（浓硫酸／浓硝酸＝3／1）中氧化使其在末端开口处带有羧基,利用羟基在银表面的成盐自组装来制备单壁碳纳米管阵列。结果表明,碳纳米管可有效地固定并直立在银表面,直立在银表面上的碳纳米管长度约在60－200nm。     

STM碳纳米管针尖的研究

合成和提纯了单壁碳纳米管（SWCNTs)。使用水溶胶体,SWCNTs被组装在钨（W）针尖上,它可以用作扫描隧道显微镜（STM）的针尖,得到高定向石墨（HOPG）和金（Au)膜表面的原子分辨像,用场发射显微镜（FEM）研究了SWCNTs的场发射特性,得到了原子分辨的场发射图,与计算的（9,9）扶手椅型的SWCNT结构相一致,研究了SWCNTs的电学特性,观察到了负阻特性。     

修饰银纳米粒子的石墨烯泡沫镍衬底制备及其SERS活性研究

为了解决表面增强拉曼散射(SERS)衬底的吸附性差、稳定性低以及灵敏度不高的问题,设计了一种沉积银纳米粒子的石墨烯泡沫镍SERS衬底,并进行了实验研究.利用化学气相沉积法在泡沫镍衬底上生长石墨烯,并通过溶液沉积的方法将合成的银纳米粒子沉积在石墨烯泡沫镍衬底表面,烘干后制备成石墨烯泡沫镍修饰银纳米粒子的新型SERS衬底.采用罗丹明6G(R6G)对SERS衬底进行拉曼实验研究,结果表明石墨烯能够较好地淬灭SERS衬底的背景荧光;泡沫镍的独特三维结构能够增大衬底对检测分子的吸附;同时,银纳米粒子也可大幅增强衬底的SERS活性.而修饰了银纳米粒子的石墨烯泡沫镍新型衬底同时具有以上优异特性,是一种具有很大应用潜力的新型SERS衬底.     

Near‐Field Enhanced Plasmonic‐Magnetic Bifunctional Nanotubes for Single Cell Bioanalysis

Near‐field enhanced bifunctional plasmonic‐magnetic (PM) nanostructures consisting of silica nanotubes with embedded solid nanomagnets and uniformly dual‐surface‐coated plasmonic Ag nanoparticles (NPs) are rationally synthesized. The solid embedded sections of nanotubes provide single‐molecule sensitivity with an enhancement factor up to 7.2 × 10⁹ for surface‐enhanced Raman scattering (SERS). More than 2× SERS enhancement is observed from the hollow section compared to the solid section of the same nanotube. The substantial SERS enhancement on the hollow section is attributed to the dual‐sided coating of Ag NPs as well as the near‐field optical coupling of Ag NPs across the nanotube walls. Experimentation and modeling are carried out to understand the dependence of SERS enhancement on the NP sizes, junctions, and the near field effects. By tuning the aspect ratio of the embedded nanomagnets, the magnetic anisotropy of nanotubes can be readily controlled to be parallel or vertical to the long directions for nano‐manipulation. Leveraging the bifunctionality, a nanotube is magnetically maneuvered to a single living mammalian cell amidst many and its membrane composition is analyzed via SERS spectroscopy.     

自组装法制备团簇Ag纳米结构衬底及其SERS

采用自组装方法,在3-Aminopropyltrimethoxy silane(APS)分子修饰后的玻璃衬底表面,获得了二维Ag纳 米结构衬底。在波长为532nm激光激发下,研究了沉积在衬底表面的 Rhodamine 6G(Rh6G)分子的拉曼光谱特性。结 果表明,制备的二维Ag纳米结构衬底具有强的拉曼增强特性,增强因子可以达到 10⁷ 倍。这说明,在外光场作用下,制备的Ag纳米结构衬底表面能够形成的强局部电磁场分布, 可以有效提升探针分子的光谱辐射效率,从而获得高增强拉曼散射。     

基于单壁碳纳米管可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器研究

基于单壁碳纳米管(SWCNTs)作为光学可饱和吸收体(SA)的恢复时间快(<1ps)、饱和光强低、锁模自启动、工作光谱范围宽且制备方法简单、成本低、化学稳定性好、易与光纤兼容等优点,利用SWCNTs-SA实现了稳定脉冲序列输出的实验结果。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)易成膜且机械性能良好的特点,将SWCNTs与PMMA一起分散在二氯化苯(DCB)溶液中,运用光学诱导作用将SWCNTs吸附在单模光纤(SMF)端面,并加热固化成膜。在光纤激光器环形腔结构中引入SWCNT/PMMA薄膜作为SA,获得了具有稳定的重复频率为8.366MHz的基频锁模脉冲序列,其中心波长在1 562nm,脉冲宽度为1.2ps。     

Large‐Area Silver‐Coated Silicon Nanowire Arrays for Molecular Sensing Using Surface‐Enhanced Raman Spectroscopy

A new and facile method to prepare large‐area silver‐coated silicon nanowire arrays for surface‐enhanced Raman spectroscopy (SERS)‐based sensing is introduced. High‐quality silicon nanowire arrays are prepared by a chemical etching method and used as a template for the generation of SERS‐active silver‐coated silicon nanowire arrays. The morphologies of the silicon nanowire arrays and the type of silver‐plating solution are two key factors determining the magnitude of SERS signal enhancement and the sensitivity of detection; they are investigated in detail for the purpose of optimization. The optimized silver‐coated silicon nanowire arrays exhibit great potential for ultrasensitive molecular sensing in terms of high SERS signal enhancement ability, good stability, and reproducibility. Their further applications in rapidly detecting molecules relating to human health and safety are discussed. A 10 s data acquisition time is capable of achieving a limit of detection of approximately 4 × 10^?6 M calcium dipicolinate (CaDPA), a biomarker for anthrax. This value is 1/15 the infectious dose of spores (6 × 10^?5 M required), revealing that the optimized silver‐coated silicon nanowire arrays as SERS‐based ultrasensitive sensors are extremely suitable for detecting Bacillus anthracis spores.     

Fabrication and characterization of silver deposited micro fabricated quartz arrays for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS)

In this work microfabricated silver coated two-dimensional quartz gratings are developed for the use as plasmonic arrays for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). The SERS technique provides enormous signal intensity and fingerprint specificity and is a powerful tool in chemical and biological applications. However, the acceptance and the employment of the SERS technique for (bio)analytical devices depends on the availability of suitable substrates with homogenous field enhancement properties. Here, the fabrication and optimization process of the SERS array with an enhancement factor between 10⁵ and 10⁶ is introduced.