基于磁控溅射制备铜基表面增强拉曼散射基底

为了提高拉曼光谱仪的探测灵敏度,设计了铜基表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)薄膜基底。以Cu_(40)Ti_(60)合金为靶材,通过控制磁控溅射参数获得了一系列铜钛合金薄膜,采用脱合金法进一步获得了不同结构的铜基薄膜,系统地研究了不同溅射参数对铜基薄膜的SERS特性的影响,确定了制备SERS基底的最佳溅射参数。脱合金后所得铜膜具有多孔结构,能形成高强度局域电磁场,即SERS"热点"(hotspots),从而表现出优异的SERS增强性能。该基底制备成本低,重复性好,能用于灵敏检测且SERS增强因子可达1.8×10~7,具有较好的应用前景。     

基于纳米锥森林的三维SERS基底检测miRNA

表面增强拉曼散射(SERS)是一种从存在于不同化学或生物环境中的分子中获取振动信息的强大技术。本文提出了一种基于纳米锥森林结构的三维SERS基底。制备基板采用等离子体处理技术,这项技术是一种简单、快速和高通量的方法。制备的基于纳米锥森林的SERS基底具有很高的灵敏度。实验表明,该基底可以检测到浓度低至10-10 M的miRNA。同时,所制备的SERS基底在大面积上表现出高度的均匀性。这些实验结果表明该3D SERS基底在广泛应用中的巨大潜力。     

激光辐照制备银纳米基底及其用于葡萄糖检测

通过激光辐照的方法制备银纳米条纹表面增强拉曼散射基底,该基底具有制备方法简单、均匀性好、重复性强的优点。用巯基吡啶(4-MPY)作为探针分子,葡萄糖和葡萄糖氧化酶产生的过氧化氢会改变银纳米条纹的形貌,进而影响探针分子的表面增强拉曼光谱强度,从而实现葡萄糖的间接检测。得到的探针分子的表面增强拉曼光谱的强度与葡萄糖溶液的浓度具有较好的线性关系。实验结果表明,该基底在葡萄糖的检测及定量分析方面具有良好的应用前景。     

三光束激光干涉诱导向后转移制备金纳米结构及其SERS特性

为了提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,本文提出三光束激光干涉诱导向后转移(LIIBT)技术,为激光干涉技术与激光诱导向后转移的有机结合。本文以ITO玻璃为接收衬底,金薄膜为靶材,LIIBT过程中采用三光束激光干涉进行加工。SEM结果表明,在激光能量密度为25 mJ/cm^2,金膜厚度为50 nm条件下,获得了较好的阵列结构,周期为5μm,金纳米粒子均匀分布在其表面,尺寸小于100 nm的粒子达到80%以上。EDX分析结果表明微米尺度点阵由大量的In元素组成,该结构的形成源于激光与ITO层相互作用。将1.0×10^-5,1.0×10^-7和1.0×10^-9 M的罗丹明6G溶液,旋涂于微结构表面并进行拉曼光谱研究,在612 cm^-1,773 cm^-1,1190 cm^-1,1319 cm^-1和1511 cm^-1处发现了罗丹明6G的特征峰,说明制备的金纳米结构对微量的罗丹明6G有明显的SERS效应。本文提出的LIIBT技术将大大提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,在超灵敏检测、光电子器件、微流控等领域均具有广泛的应用前景。     

岛状纳米多孔金制备及其SERS特性研究

表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering,SERS）技术将纳米结构材料和拉曼光谱相结合,解决了传统拉曼散射技术灵敏度低的问题,为痕量物质检测提供了新的技术手段。高SERS活性基底材料是将拉曼光谱应用到痕量物质检测中的关键。采用磁控溅射技术结合脱合金工艺在硅片上制备出岛状纳米多孔金SERS基底,该基底的孔隙尺寸和金韧带宽度的比值远小于传统纳米多孔金,有效地增强了金韧带之间的电磁耦合效应,表现出更强的局域电磁场。该基底的检测极限可达约10-10 mol·L-1,且SERS光谱相对强度与浓度呈现出较好的线性关系,动态响应范围可达3个数量级。同时该基底结构均匀、性能稳定,制备工艺具有良好的可重复性。     

准分子激光刻蚀及其在图形雕刻中的应用

准分子激光刻蚀是近年来发展起来的一种微细加工新技术。本文介绍了准分子激光的特性、加工特点、消融机理以及在图形雕刻中的应用，给出了消融所需的脉冲数与激光能量密度的关系曲线，展示了试验所得的精密雕刻图案。     

基于维氏金刚石针尖制备复合SERS基底的技术研究

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1 439 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。     

金铜双金属表面增强拉曼散射基底的制备及应用

双金属材料结合了两种金属的特性从而获得远超单一金属的性能,因而在材料应用领域获得了广泛关注。如何以低成本获得高性能功能性材料是双金属推广应用的关键。以Cu30Mn70合金片材为前驱体,采用自由腐蚀和化学电镀两步法制备了金包铜纳米多孔基底(Au@NPC)。金包覆层在有效抑制铜在空气中氧化的同时,减小了韧带间孔径距离,进一步增大了紧邻韧带间的电磁耦合效应,使Au@NPC具有更强的局域电磁场增强特性,表现出优于纳米多孔铜的表面增强拉曼散射活性。金铜双金属材料可用作表面拉曼增强散射基底,具有优异的稳定性和较低的成本。     

准分子激光刻蚀技术在微机械中的应用研究

准分子激光刻蚀技术在微机械领域有着十分广泛的应用前景,用该技术制作的聚合物微结构深宽比大、精度高,并且工艺简单。我们分析了准分子激光刻蚀原理,探索了这种技术的工艺方法和技术条件,特别对掩膜的结构和制作工艺进行了较为深入的研究。本文采用简易的实验装置,用自行研制的三种结构掩膜进行了准分子激光刻蚀实验,得到了50μm 深的聚合物材料微机械构件。     

Synthesis and optical properties research of gold nanoparticles with different morphologies

本文制备了不同形貌的金纳米颗粒,并对其形貌对光学性能的影响进行了研究。本文用还原法制备了不同粒径的金纳米颗粒,采用晶种生长法成功地制备出了星形、梭形和棒状的金纳米颗粒。颗粒的形貌和大小并采用投射电子显微镜(TEM)进行了表征,结果说明,本文成功制备出了不同形貌大小的金纳米颗粒。UV-Vis光谱和拉曼光谱仪对制备的颗粒的表征测试说明,不同形貌大小对颗粒有着不同的光学性能。拉曼光谱的结果说明,不同形貌大小的金纳米颗粒可以用作不同浓度分子的探针,对物质进行检测。     

纳秒级激光脉冲展宽系统的分析及应用

建立了一种纳秒级多腔式激光脉冲扩展系统.通过激光脉冲展宽,该系统可以有效降低脉冲激光的峰值功率,从而在激光燃烧诊断实验中避免激光诱导等离子体的产生,减少背景干扰,有效提高信噪比.建立了理论模型,对影响脉冲展宽的分束比、腔长以及光学腔个数等几个主要参数进行了分析,并通过数值计算实现了各参数的优化.利用建立的多腔串联式激光...     

准分子屈光手术中非球面系数对球差以及切削深度的影响

角膜前表面是人眼屈光系统的主要组成部分,屈光手术通过角膜模型定量计算角膜的修正值,因此角膜模型的精确与否直接决定了手术的效果。一般认为角膜前表面是旋转对称的二次曲面,该曲面的一个重要参数是非球面系数Q。目前大部分的角膜切削模型都没有考虑Q对切削深度和像差的影响,本文基于Littman-Gullstrand模型眼建立模型,分析Q值对屈光手术中透射率、球差以及切削深度的影响。模拟结果显示,Q值对球差和切削深度有显著影响,Q绝对值逐渐增大时,球差S₁从正变为负,在Q＝－0.528处,可以认为角膜前表面产生的S₁为零。Q绝对值增大时,相对切削深度增大,即角膜边缘与角膜中央切削深度差异减小。